به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « passive control » در نشریات گروه « عمران »

تکرار جستجوی کلیدواژه «passive control» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • محمد مویزی ثانی، عباس کرم الدین*
    در نوشتار حاضر، طیف عملکرد برای سازه های یک درجه آزادی برشی مجهز به دو نوع از دستگاه سختی منفی غیرفعال ارایه شده است. با استفاده از روش تحلیل تاریخچه ی زمانی غیرخطی برای پارامترهای مکانیکی مختلف دستگاه های سختی منفی، طیف عملکرد برای سازه های با دوره ی تناوب 0٫5 تا 2٫5 ثانیه برای هر دو نوع دستگاه به دست آمده است. برای انجام این کار، 12 رکورد زلزله با طیف طراحی آیین نامه ی ایران (استاندارد 2800) انطباق داده شده اند. از پارامترهای نسبت نیروی تسلیم دستگاه و سازه، به نیروی تسلیم سازه و همچنین نسبت سختی دستگاه به سازه برای تهیه ی طیف های عملکرد استفاده شده است. همچنین، برای بررسی کارایی طیف عملکرد در طراحی پارامترهای دستگاه سختی منفی و آثار آن در کاهش پاسخ سازه ها، از سازه ی پل بزرگراهی معیار استفاده شده است. پارامترهای هدف به دست آمده، نشان دهنده ی نتایج مطلوب طیف عملکرد در طراحی سیستم های سختی منفی و کاهش پاسخ هاست.
    کلید واژگان: طیف عملکرد, سختی منفی, پل بزرگراهی معیار, کنترل غیرفعال}
    M. Mavizi Sani, A. Karamodin *
    In this study, the authors present the performance spectrum (P-Spectra) for an idealized shear SDOF equipped with two types of passive negative stiffness devices. The first device includes a pre-compressed spring, gap springs at the bottom, and a combination of frame elements and plates that hold the parts together. The other device consists of three gears designed to control the movement of the primary gear and affect the response of the structure. Negative stiffening devices are used to reduce the stiffness of the system and increase the displacement of the structure. To prevent displacement increase, a viscous damper with 20% damping is used in parallel to the negative stiffness device. The SDOF structure has a post-yield stiffness of 5% pre-yield stiffness. Using the NLA method, P-Spectra for 0.5 to 2.5 periods are plotted for different mechanical parameters of negative stiffness devices. To construct the performance spectrum, dimensionless parameters of spring stiffness ratio to structural stiffness and yield strength ratio of the device and structure to the structure are used. The performance spectrum is investigated in designing the parameters of the negative stiffness device and its effects on reducing the response of structures. The authors also use a benchmark highway bridge structure in MATLAB software to investigate the effectiveness of systems designed using this method. The obtained target parameters demonstrate the desired results of this method in designing negative stiffness systems and reducing the responses. The presented findings suggest the potential of using negative stiffness devices as an effective solution to reduce structural response during seismic events.
    Keywords: performance-based design, Negative Stiffness device, Benchmark structures, Passive control}
  • M. Ramezani, M. R. Mohammadizadeh, S. Shojaee*

    In recent years, there has been a lot of interest in the development and deployment of control methods that use different components of the building to mitigate the seismic response of the structure. Meanwhile, the building facade, as a non-structural component, can be a suitable alternative in affecting the structure's behavior because of its role as an envelope of the building with a significant weight. Among the modular cladding systems, the Double Skin Facade (DSF) can be considered a passive system due to the distance of the exterior layer from the main structure and sufficient continuity and rigidity.  In this study, DSF systems are used as Peripheral Mass Dampers (PMDs) that control structural movements by dissipating energy during strong motions. The PMD system provides a building with several inherent dampers without the need for extra mass. To show the reliability and efficiency of the proposed approach, the PMD model is investigated and compared with results available in uncontrolled and Tuned Mass Damper (TMD) models. The PMD model is examined in three structural frames with 10, 20, and 30 stories with the extreme Mass Ratios (MRs) of 5% to 20%. The Particle Swarm Optimization (PSO) is performed on damper parameters of PMD and TMD systems to minimize structural responses. The results demonstrate that an optimal PMD system with multiple inherent mass dampers outperforms a single TMD system.

    Keywords: Peripheral mass dampers, optimization, double skin facade, passive control, particle swarm optimization}
  • مازیار فهیمی فرزام*، میرامیر یوسفی

    بررسی احتمالاتی سازه ها یکی از روش های مناسب جهت در نظر گرفتن اثرات عدم قطعیت و افزایش اطمینان به نتایج حاصل از تحلیل سازه ها است. نمودارهای شکنندگی یکی از موثرترین روش های بررسی و ارزیابی احتمالاتی سازه ها هستند. این نمودارها احتمال رخداد خسارت را به صورت تابعی از شدت بار لرزه ای اعمالی بر سازه نمایش می دهند. روش تحلیل دینامیکی افزایشی (IDA) یکی از متداول ترین روش های تحلیلی برای ترسیم نمودار های شکنندگی است. در این پژوهش به بررسی آماری و احتمالاتی عملکرد لرزه ای سازه های معیار (SAC) 3 و 9 طبقه فولادی تحت 22 جفت رکورد دور از گسل معرفی شده در FEMA P695 با استفاده از نرم افزار OpenSEES پرداخته خواهد شد. سازه های ذکر شده با استفاده از تحلیل دینامیکی افزایشی برای حالت بدون جداساز و با جداساز سرب - لاستیکی مورد بررسی قرار خواهند گرفت. سپس با استفاده از نمودارهای IDA، یک رابطه کلی ریاضی متناظر با سازه مورد مطالعه، برای تمامی سطوح عملکرد تعیین خواهد شد، این رابطه معرف مدل احتمالاتی تقاضای لرزه ای هر سازه می باشد. با استفاده از این روابط، نمودارهای شکنندگی سطح عملکرد فروریزش برای سازه بدون جداساز و با جداساز ترسیم خواهد شد. به منظور ارزیابی احتمالاتی تاثیر سطوح مختلف شدت های لرزه ای بر عملکرد سازه جداسازی شده، نمودارهای شکنندگی فروریزش برای سه سطح متفاوت از شدت های رکوردهای مورد بررسی ارایه شده است. با توجه به نمودارهای شکنندگی ترسیم شده، می توان علاوه بر تاثیر سطوح مختلف شدت لرزه ای بر عملکرد لرزه ای احتمالاتی سازه، تاثیر مثبت جداساز سرب - لاستیکی را در کاهش احتمال رخداد فروریزش مشاهده کرد. همچنین طبق نتایج منحنی شکنندگی، نسبت حاشیه اطمینان فروریزش در سازه 3 و 9 طبقه به ترتیب 100% و 81% افزایش یافته است که نشان دهنده عملکرد احتمالاتی بهتر جداساز در سازه های کوتاه مرتبه است.

    کلید واژگان: نمودار شکنندگی, تحلیل غیرخطی, تحلیل دینامیکی افزایشی, کنترل غیرفعال, OpenSEES}
    Mazyar Fahimi Farzam *, Miramir Yousefi

    The probabilistic analysis could effectively apply the effects of uncertainty in the structural analysis, where fragility curves are a well-established technique for the probabilistic evaluation of the structural performance. Notably, incremental dynamic analysis (IDA) is one of the most common analytical methods for obtaining fragility curves. In this study, the statistical and probabilistic seismic performance of 3- and 9-story steel buildings are investigated under 22 pairs of far-fault records introduced in FEMA P695. The seismic performance of both uncontrolled and controlled buildings with LRB is studied using IDA. Then, a general mathematical equation corresponding to each structure will be determined for all damage states known as the probabilistic seismic demand model (PSDM) of the structures. Using this equation, the collapse fragility curve of the structures will be determined for both uncontrolled and controlled structures with LRB. To evaluate the possible impact of different levels of seismic intensities on the performance of the isolated structure, the collapse fragility curves for three different levels of intensities of the benchmark records are presented. According to the collapse fragility curves, in addition to the effect of different levels of seismic intensity on the seismic performance of the structure, it is possible to see the positive effect of the LRB in reducing the probability of collapse. Also, the collapse margin ratio (CMR) in the 3- and 9-story buildings has increased by 100% and 81%, respectively, which indicates the better performance of the LRB isolators in low-rise structures.

    Keywords: Fragility curve, Nonlinear Analysis, Incremental dynamic analysis, Passive control, OpenSEES}
  • عطا عبدالله پور، سید مهدی زهرائی*

    کنترل انفعالی سازه سیستمی است که بدون نیاز به منبع انرژی خارجی و به صورت ثابت به میرا کردن انرژی ورودی ناشی از اعمال بارهای جانبی می پردازد. بهبود عملکرد سازه های مجهز به میراگر را می توان در افزایش انرژی مستهلک شده و کاهش جابجایی سازه دانست. برای این منظور می توان از سیستم مهاربند پرده ای مجهز به میراگر Toggle Brace Damper (TBD) با رعایت طراحی اصولی کمک گرفت. هدف از این مقاله، مقایسه نتایج به دست آمده از نرم افزار آباکوس و SAP2000 برای دو سازه مجهز شده به میراگر تسلیمی با سیستم مهاربندی پرده ای و مهاربندی قطری Diagonal Brace Damper (DBD) است. در این تحقیق از تحلیل تاریخچه زمانی با اعمال سه زلزله السنترو، کوبه و طبس استفاده شده است. میراگر مورد استفاده در تمامی مدل ها یکسان و از نوع میراگر لوله ای تسلیم شونده انتخاب شده است. نتایج به دست آمده از نرم افزار آباکوس نشان می دهد که ظرفیت باربری سیستم TBD نسبت به سیستم DBD  تقریبا 3 برابر شده است. دلیل این افزایش، هندسه سیستم TBD است که در تعیین ظرفیت باربری سازه بسیار تاثیر دارد. نتایج SAP2000 نشان می دهد که جابه جایی بام در سیستم TBD نسبت به سیستم مهاربند قطری با میراگر به طور میانگین در قاب های دو و پنج طبقه به ترتیب 77 و 42 درصد کاهش پیدا کرده است. در سیستم TBD نسبت به سیستم DBD برای قاب دو طبقه، جابجایی نسبی طبقات اول و دوم به طور متوسط برای هر سه زلزله به ترتیب 82 و 78 درصد کاهش یافته است و برای قاب پنج طبقه نیز جابجایی نسبی در طبقات اول تا پنجم به ترتیب 53، 46، 41، 35 و 30 درصد کاهش یافته است. نتایج نشان می دهد ضریب بزرگ نمایی (نسبت جابجایی محوری میراگر به جابجایی افقی طبقه، برای بیان ظرفیت شکل پذیری) در طبقه اول قاب دو طبقه سیستم TBD و DBD  به ترتیب برابر است با 83/1 و 74/0 و برای طبقه دوم قاب پنج طبقه سیستم TBD و DBD  به ترتیب برابر 46/1 و 73/0 است.

    کلید واژگان: کنترل انفعالی, سیستم مهاربند پرده ای با میراگر (TBD), سیستم مهاربند قطری با میراگر (DBD), میراگر لوله ای, استهلاک انرژی}
    A. Abdollahpour, S.M. Zahrai

    Passive control of the structure is a system that dissipates the input energy caused by lateral loads without the need for an external energy source. Improvement of seismic performance of the structures equipped with a damper, lies in increasing the energy dissipation and decreasing the vibration of the structure. For this purpose, Toggle Brace Damper system can be used to follow design guidelines. This paper aims to compare the results obtained from SAP2000 software for two structures equipped with Toggle Brace Damper (TBD) and Diagonal Brace Damper (DBD). In this research, time-history analysis is used by applying the El Centro, Kobe and Tabas earthquake records. The dampers used in all models are the same pipe dampers selected from the hysteretic type. The results suggest that the roof displacement of the TBD system in the 2 and 5-story frames decrease in average 77 and 42 percent respectively compared to that of DBD system. The drifts of the floors in the TBD system for 2-story frame are 82 and 78 percent in the 1st and 2nd floors respectively and for the 5-story frame are 53, 46, 41, 35 and 30 percent in the 1st to 5th floors respectively, lower compared to those of DBD system. Magnification factor (ratio of axial damper displacement to floor displacement as ductility capacity) of the 1st story in the TBD and DBD systems for 2-story frame are 1.83 and 0.74 percent respectively and in the 2nd story of TBD and DBD systems for 5-story frame are 1.46 and 0.73 percent respectively.

    Keywords: Passive control, Toggle brace damper (TBD), Diagonal brace damper (DBD), Pipe damper, Energy dissipation device}
  • نگین مشهدی، سید مهدی زهرایی*

    امروزه کنترل غیرفعال  با معرفی روش های تجهیز سازه ها به میراگر تنظیم شده ی جرمی ، منجر به افزایش ظرفیت سازه و اتلاف انرژی ناشی از تحریک شده است. در این مقاله از روش تحلیل دینامیکی فزاینده  برای ارزیابی لرزه ای ساختمان های فولادی با ارتفاع متغیر 4، 8 و 12 طبقه استفاده شده است. منحنی های IDA و مشخصات آماری این منحنی ها (16% اول، 84% اول، میانه، میانگین) با گام های ثابت 0.1g  برای این سازه ها در دو حالت کنترل نشده و در حالت کنترل غیرفعال (با TMD دارای درصد های جرمی 5/0% و 1% در بام) ارایه شده اند. در واقع رویکرد آماری برای ارایه ی پارامتر های فرکانس و میرایی میراگر، باعث تمایز این مقاله در زمینه ی کنترل غیر فعال با استفاده از میراگر جرمی تکی شده است. همچنین برای در نظر گرفتن بدترین حالت احتمالی برای سازه ها و کاهش عدم قطعیت در پاسخ سازه تحت زلزله های مختلف، در بررسی منحنی های شکنندگی  از تعداد 22 رکورد زلزله های قوی FEMA-P695 استفاده شده است و برای پوشش عدم قطعیت در میراگر و سازه ناشی از تغییرات فرکانس و با توجه به مدل سازی غیرخطی سازه، براساس تحقیقات قبلی، خطای 10% در تنظیم فرکانس میراگر ها در نظر گرفته شده است. در ادامه، صحت سنجی رفتار خطی و غیرخطی مدل به کار رفته در این مقاله، به ترتیب با مقایسه ی نتایج مدل سازی در دو نرم افزار OpenSEES  و SAP2000 و مدل سازی سازه ی 40 طبقه مجهز به TMD، تحت اثر زلزله ی Kobe با بیشینه شتاب 0.83g، بررسی شده است.نتایج نشان می دهند برای درصد جرمی معادل 1% برایTMD در بام سازه ها و با در نظر گرفتن 16% اول همه زلزله ها، بیشترین درصد بهبود جابه جایی نسبی بام مربوط به سازه ی 12 طبقه و برابر با 54/2% خواهد بود. همچنین می توان برای کاهش تلاش محاسباتی، میانه ی زلزله ها را در نظر گرفت و به درصد بهبود برابر با 61/1% رسید که در مقایسه با روش اول اعداد قابل قبولی را ارایه می دهد. علاوه بر این، درصد کاهش متوسط جابه جایی در بام در سازه های 4، 8، و 12 طبقه و در حالت های کنترل نشده، کنترل شده با TMD با درصد های جرمی 5/0% و 1% گزارش شده و بیشترین درصد کاهش متوسط پاسخ بام، مربوط به سازه ی 12 طبقه مجهز به TMD  با درصد جرمی 1%، برابر 47/3% است.

    کلید واژگان: کنترل غیرفعال, تحلیل دینامیکی فزاینده, سازه های فولادی, میراگر تنظیم شده جرمی}
    Negin Mashhadi, Seyed Mehdi Zahrai*

    Using a Tuned Mass Damper (TMD) in a structure, is a reasonable solution for absorbing its movements caused by external forces. However, when designing a TMD on the grounds of passive control, it is a challenging task as this device can be tuned once and for a specified range of frequency. Employing more than one TMD is another option; although this will lead to higher cost and might increase the base shear of the structure. In this paper, to provide a wide range of frequency and mode shapes in the analysis, nine types of steel structures are designed, having the story number of 4, 8, and 12, respectively, and then subjected to 22 acceleration records of FEMA-P695; These records, are a suitable choice for generating statistical results as they provide a wide range of magnitudes. Three of these structures are uncontrolled, and the remaining are equipped with a TMD on their roof, being of 0.5% and 1% mass ratio and considering the first mode frequency for the TMD design. The design of the TMDs is carried out via Den Hartog's formula.Using incremental dynamic analysis (IDA), fragility curves are created with constant 0.1g steps for PGA intensity measure. In addition, for considering the uncertainties in the performance of the TMD and the structure due to the changes in frequency, a 10% error is applied for the first mode frequency in the nonlinear design of the structures. The maximum drift ratio is used as a damage measure due to its simplicity and comprehensive coverage. Multiple earthquake recordings and their statistical characteristics, such as mean, median, 16%, and 84% of the recorded amplitudes and their more robust components, are utilized to examine the IDA curves to eliminate any ambiguity about structure response. This paper presents its novelty by applying a statistical method for choosing the mass ratio of TMD, considering the possible real-world quantities for this parameter and a wide range of frequencies for the excitations; therefore, limiting the TMD stroke. Subsequently, verifying the linear and non-linear behavior of the model used in this paper is carried out by modeling a 40-story steel structure equipped with a TMD situated on its roof and tuned based on its first mode under the Kobe Earthquake. Furthermore, the displacement response of the 4, 8, and 12-story structures, being equipped with a single TMD of 0.5% and 1% mass ratio, respectively, are compared to their uncontrolled state by exposing them to the Landers earthquake.Results show that using TMD reduces the maximum drift ratio of the structures. Considering the first 16% of the acceleration records, as expected, a 12-story steel structure equipped with a TMD of 1% mass ratio on the roof, presents the best results of maximum drift improvement ratio of 2.54%. Moreover, for reducing computational effort, another alternative is applying a limited number of earthquakes to the structure. By using the median for the duration and PGAs of all FEMA-P695 data to estimate this earthquake record, the maximum drift improvement ratio is then 1.61% for the twelve-story structure resulting in decent numbers compared to the first method. Moreover, all types of the 4, 8, and 12-story structures (uncontrolled, controlled with a TMD of 0.5% mass ratio, and controlled with a TMD of 1% mass ratio) were subjected to the Kobe earthquake, and their average roof displacements were compared. Among these three types of structures, the 12-story structure was recorded to have the highest rate of maximum roof displacement compared to its uncontrolled state, being 3.47%.

    Keywords: Passive Control, Tuned Mass Damper (TMD), Incremental Dynamic Analysis (IDA), Steel Structures}
  • الهه میرزائی، فرهاد دانشجو*
    در پژوهش حاضر، یک میراگر جدید بیضوی شکل به منظور استهلاک انرژی و کنترل خسارت در اعضاء اصلی سازه ها معرفی شده است، که از یک قسمت اصلی حلقه ی بیضوی تشکیل شده است، که از طریق تغییرشکل برشی انرژی را جذب می کند. به منظور بررسی رفتار میراگر پیشنهادی، نمونه یی از آن در آزمایشگاه آزمون شده است. آزمایش بارگذاری چرخه یی شبه استاتیکی به منظور ارزیابی ظرفیت جذب انرژی، عملکرد چرخه یی و رفتار میراگر صورت گرفته است. برای اعمال نیرو در دو جهت متفاوت از دو جک هیدرولیکی، برای اندازه گیری نیرو از دو بارسنج و برای اندازه گیری جابه جایی از جابه جایی سنج استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که میراگر پیشنهادی، حلقه های هیسترزیس پایدار و جذب انرژی مناسبی دارد. تاثیر قطر بزرگ، نسبت قطر بزرگ به قطر کوچک، نسبت ضخامت و ارتفاع ناحیه ی اتصال به قطر بزرگ از طریق انجام تحلیل پارامتریک مدل اجزاء محدود میراگر و با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی، جابه جایی بزرگ و خرابی مصالح انجام و مشاهده شده است.
    کلید واژگان: تیر پیوند فیوزدار, میراگر بیضوی, نمونه ی آزمایشگاهی, مدل عددی, تحلیل پارامتریک}
    E. Mirzaei, F. Daneshjoo *
    In this paper, a new energy dissipative device named elliptical damper was introduced for passive control of structures. In the proposed damper, the energy dissipation capacity is provided by the shear deformation of the elliptical ring. To investigate the behavior of the proposed damper, a sample of this damper was tested experimentally. The results showed that the proposed damper had stable hysteresis loops and good energy absorption. Also, the finite element model was developed by considering nonlinear behavior, large deformation, and material damage. The results of the numerical model were verified through experimental results. The results showed that the numerical analysis could predict the cyclic response and damage location of the experimental sample. A parametric study was performed to investigate the changes in the cyclic behavior of the elliptical damper with its dimensions. Four independent parameters considered for this study are the greater diameter of the elliptical ring, the ratio of its diameters, the ratio of the thickness of the elliptical ring to its greater diameter, and the ratio of the height of the connection area to the greater diameter of the elliptical ring. Among the studied parameters, the thickness of the elliptical ring had the greatest effects, and the height of the connection area had the smallest effects on the cyclic response of the proposed damper. By increasing the thickness of the damper, the maximum strength and energy dissipation capacity increase, but its ductility decreases. The proposed damper has stable hysteresis loops, excellent ductility, and high energy dissipation capacity. The elliptical damper is simple in terms of construction technology and provides excellent energy dissipation capacity for the structure compared to the cost spent for its construction. According to the results, the proposed damper can be used as an appropriate energy dissipation device for passive control of structures.
    Keywords: Passive control, Elliptical damper, Experimental test, Numerical model, Parametric analysis}
  • مهدی عباسی سردار آبادی، ابوذر میرزاخانی*
    استفاده از روش های کنترلی در طراحی سازه ها بیش از پیش مورد توجه متخصصین قرار گرفته است. در این میان، جداساز ها با کاهش لرزش منتقل شده از زمین به سازه باعث تقلیل خسارت به اجزای سازه ای و غیر سازه ای می گردند. در این پژوهش از مدل سازی قاب های خمشی فولادی 7 و 11 طبقه با و بدون جداساز، استفاده شده است و تاثیرات جداساز در ایمنی سازه های متوسط و بلند با کمک تحلیل غیر خطی تاریخچه زمانی سنجیده شده است. مدل سازی ها تحت شتاب نگاشت زلزله السنترو صورت گرفته و نتایج نشان می دهد، جداسازها در روند کاهش پارامترهای برش پایه و شتاب بسیار موثر می باشند. در واقع با کاهش 67 درصدی برش پایه در سازه متوسط و کاهش 44 درصدی آن در سازه مرتفع، استفاده از این سیستم کنترل غیر فعال به همراه مهاربند باعث محدودتر نمودن احتمال تخریب ناشی از جابه جایی نسبی شده است. همچنین با توجه به بررسی روند تشکیل مفاصل پلاستیک در مدل ها، مشاهده گردید که سازه های دارای جداساز اکثرا در مرحله الاستیک باقی مانده و وارد مرحله پلاستیک نگردیده است. مفاصل پلاستیک تشکیل گردیده در سازه های بدون جداساز نیز از نوع نیروی محوری و البته در محدوده ایمنی جانی بوده است. شایان توجه است که جداسازها، در سازه های متوسط به نسبت سازه های مرتفع تاثیر به سزایی در روند کاهش برش طبقات، شتاب و جابه جایی نسبی دارند.
    کلید واژگان: کنترل غیر فعال, جداساز لرزه ای, مفاصل پلاستیک, تحلیل تاریخچه زمانی}
    Mahdi Abbasi Sardarabadi, Aboozar Mirzakhani *
    The use of control methods in the design of structures has received more attention. Separators, reduce damage by reducing the vibration transmitted to the structure. In this research, modeling of 7 and 11 story steel flexural frames with and without separators has been used and the effects of separators on the structural safety have been measured using nonlinear time history analysis. The modeling was performed under the record of the El-centro earthquake and the results show that the isolators are very effective in reducing the shear and acceleration parameters. With 67% reduction of the base shear in the middle structure and 44% reduction in the high structure, using this control system, reduces the possibility of damage due to relative displacement. Also, according to the study of the process of plastic joint formation in the models, structures with separators mostly remained in the elastic stage. Plastic joints formed in unseparated structures were also in the range of life safety. The isolators, have a good effect on the process of reducing the floor shear, acceleration and relative displacement.
    Keywords: Passive control, seismic base isolator, plastic joints, time history analysis}
  • Seyyed Abbas Mojtabavi, Morteza Jamshidi

    Structural control systems are used to reduce structural damage in earthquakes. These systems have developed significantlyover the last few decades. They can be broadly classified into three categories: 1) Passive control system in which structures are equipped with devices that do not require an external energy source. 2) Active control systems in which the structures are equipped with processing and transmission sensors and in which there are devices that need an external energy source to work, and 3) Semi-active control system to change There are structural properties that require little external energy. In the present review article, we have tried to fully evaluate this field of study by evaluating four valid articles in the field ofevaluating the effects of energy consuming dampers in steel frames. The results of the studies showed that the presence of various dampers including new submersible metal dampers, hybrid, viscoelastic, submersible strip wave and two-level submersible torque has caused the performance indicators of the steel frame, including; Shear strength, displacement of structural floors, energy, hysterical performance (hysteresis curve), etc., which indicates the performance of the structure,has been improved and in all evaluated indicators, the structure hasincreased the level of performance.

    Keywords: Steel Frame, Damper, Yielding Brace, Passive Control, Hysteresis Curve}
  • کاوه کرمی*، پژمان فاتحی، اسرا حسینی

    یکی از روش های متداول در کنترل پاسخ لرزه ای سازه ها استفاده از جداساز لرزه ای می باشد. جداسازها با افزایش زمان تناوب سازه، برش پایه و همچنین جابجایی نسبی طبقات را کاهش می دهند. به طور معمول، در اثر عوامل محیطی شدید مانند زلزله و باد تغییر شکل زیادی در تراز جداساز اتفاق می افتد که این امر می تواند منجر به وقوع آسیب در جداسازها شود؛ که در اثر آن احتمال ایجاد جابجایی ماندگار در تراز جداساز و همچنین برخورد سازه با ساختمان های مجاور وجود دارد. از این رو برای جلوگیری از وقوع خسارت در ساختمان های مجهز به جداساز تحت اثر تحریکات شدید زمین، شناسایی آسیب در تراز جداساز از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش، با فرض رفتار خطی سازه اصلی یک روش پیشنهادی برمبنای زیرفضا برای شناسایی سختی تراز جداساز با تعداد حسگرهای محدود ارایه می گردد. برای این منظور با استفاده از تکنیک فشرده سازی، سازه مجهز به جداساز با تعداد درجات آزادی زیاد به یک سازه دو درجه آزاد تبدیل می گردد؛ به طوری که سختی مرتبط با اولین درجه آزادی در سیستم کاهش یافته متناظر با سختی تراز جداساز در سازه اولیه باشد. سپس با استفاده از پارامترهای مارکوف شناسایی شده سیستم، سختی سازه کاهش یافته شناسایی می گردد. به منظور ارزیابی و مقایسه عملکرد روش پیشنهادی از مثال های عددی استفاده می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که حتی با وجود اغتشاش در پاسخ های اندازه گیری شده، روش پیشنهادی مقدار آسیب در تراز جداساز را با دقت قابل قبولی شناسایی می نماید.

    کلید واژگان: جداساز لرزه ای, شناسایی آسیب, روش زیر فضا, پارامتر مارکوف, نظارت سلامت سازه ای}
    Kaveh Karami *, Pejman Fatehi, Asra Hoseini

    One of the common methods in controlling the seismic response of structures is the use of seismic isolators. Isolators reduce the base shear as well as the relative displacement of the floors by increasing the period of the structure. Typically, extreme deformation of the isolator level occurs due to severe environmental factors, which can lead to damage to the isolators; As a result, there is a possibility of permanent deformation in the isolator and also the collision of the structure with adjacent buildings. Therefore, to prevent damage to buildings equipped with base isolations due to severe ground motions, it is important to identify damage at the isolators. In this study, assuming the linear behavior of the main structure, a proposed subspace-based method for identifying the stiffness of the base isolation with a limited number of sensors is presented. For this purpose, using the compression technique, the structure equipped with a separator with a large number of degree of freedom (DOF) is transformed into a two DOF structure; So that the stiffness associated with the first DOF in the reduced system corresponds to the stiffness of the Isolator level in the original structure. Then, using the identified Markov parameters of the system, the reduced structural stiffness is identified. Numerical examples are used to evaluate and compare the performance of the proposed method. The results show that even in the presence of noises in the measured responses, the proposed method detects the amount of damage at the isolator level with acceptable accuracy.

    Keywords: seismic isolator, damage identification, subspace technique, Passive control, Structural health monitoring}
  • مازیار فهیمی فرزام*، بابک علی نژاد، رسول معروفی آذر، هاجر کاظمی سرملی
    بهبود رفتار ساختمان ها و کاهش پاسخ آن ها در برابر بارهای جانبی دینامیکی همواره یکی از اهداف مهندسین سازه می باشد. یکی از توسعه یافته ترین روش های کاهش پاسخ سازه ها تحت ارتعاشات استفاده از سیستم های کنترل غیرفعال است. میراگر مایع تنظیم شده (TLD) یکی از ابزارهای پرکاربرد سیستم های کنترلی غیرفعال می باشد. در این پژوهش عملکرد میراگر مایع تنظیم شده تحت 14 رکورد زلزله حوزه دور و حوزه نزدیک در نرم افزار انسیس مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی عملکرد میراگر مایع تنظیم شده در کاهش پاسخ های جابجایی، شتاب و سرعت ساختمان معیار مورد بررسی، چهار پارامتر طول مخزن، ارتفاع آب، نسبت آب و نسبت جرم (مجموعا در 27 طراحی متفاوت براساس روابط به فرم بسته موجود در ادبیات فنی) مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج بدست آمده مخزن مکعبی با نسبت آب 375/0 و نسبت جرم 5 درصد تحت رکورد حوزه نزدیک و نسبت آب 125/0 و نسبت جرم 5 درصد تحت رکورد حوزه دور در مقایسه با سایر حالت ها عملکرد بهتری داشته است. به صورت کلی هرچه نسبت جرم بیشتر باشد عملکرد میراگر در کلیه شاخص های مورد بررسی و در بین حالت های در نظر گرفته شده بهتر بوده است و همچنین کاهش پاسخ ها در شتاب بهتر از سرعت و در سرعت بهتر از جابجایی می باشد.
    کلید واژگان: کنترل غیر فعال, میراگر مایع تنظیم شده, تحلیل پارامتری, زلزله حوزه دور و نزدیک, انسیس}
    Maziar Fahimi Farzam *, Babak Alinejad, Rasool Maroofiazar, Hajar Kazemi Sormoli
    One of the aims of structural engineers is to improve the behavior of structures and reducing their responses under dynamic lateral loads. The structural control systems are advanced techniques to reduce the structural responses against vibration, and Tuned Liquid Damper (TLD) is a well-established tool for the control of structures. In this study, the effect and behavior of TLD under 7 far-field earthquakes and 7 near-field earthquakes was investigated in ANSYS software. To assess the performance of TLD on the control of structural responses including displacement, acceleration, and velocity, the effect of four different design parameters i.e., tank length, water height, water ratio, and mass ratio (with 27 different designed alternatives based on closed-form relationships proposed in the literature) were studied. The results showed that when the water ratio and the mass ratio of the cubical container are equal to 0.375 and 5 percent respectively, The TLD had the best performance under near-fault records. Also, the designed TLD with a 5 percent mass ratio and 0.125 water ratio outperforms other designed alternatives under far-fault records. In general, and among the considered alternatives, the performance of the damper with a higher mass ratio improves all studied performance criteria. Also, the well-designed TLD could reduce the acceleration better than velocity, and velocity better than displacement.
    Keywords: Passive control, tuned liquid damper, parametric analysis, Far, Near-Field Earthquakes, Ansys}
  • علیرضا رئیسی*، حمیدرضا میردامادی، محمدعلی رهگذر

    با بهره گیری از ایده ی مهار سازه ها، به تازگی میراگر هیسترزیس پوسته ای تودرتو توسط نویسندگاه این پژوهش به هدف افزایش میرایی در سازه ها پیشنهاد شده است. این ابزار برپایه رفتار پوسته ای همواره می تواند توانایی افزون تری در میرانمودن انرژی زلزله نسبت به سایر میراگرهایی که برپایه ورق طراحی شده اند، داشته باشد. چیدمان عضوهای این میراگر به گونه ای طراحی شده اند که در فرایند بارگذاری لرزهای میتوانند بهسان فنرهای فرابازگشتی با ترکیب سری و موازی سبب بالارفتن عملکرد دستگاه شوند. افزون بر سازوکار مکانیکی سودمند این میرا گر که پیشتر در مدل سازی های عددی و آزمون نمونه های هم اندازه به اثبات رسیده است، ساخت و به-کارگیری آسان و ارزان آن نیز مورد نظر پیشنهاد دهندگان آن بوده است. دراین پژوهش برای ارزیابی لرزه ای میراگر پیشنهادی، این میراگر در سازه هایی با بلنداهای گوناگون چهار، هشت و دوازده طبقه مورد آنالیز لرزهای دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی قرار گرفته است. آنالیز لرزه ای با یازده نگاشت زلزله که واجد ویژگی های پهنه بندی خطر زلزله در یک جغرافیای ویژه بوده است برای سازه های پیش گفته با وجود میراگر پیشنهادی و بدون وجود میراگر پیشنهادی مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این ارزیابی کارایی بهینهی این میراگر در میرایی انرژی زلزله و کاهش در پاسخهای جابهجایی و برش پایه، برای سازه های بهرهمند از این میراگر آشکار گردید. از این رو با مدلسازی این میراگر در سازه ها مشخص گردید که این میراگر در سازه می تواند موجب میرایی تا 35 درصد از انرژی ورودی به سازه ها و کاهش به طور میانگین 50 درصد در جابجایی و کاهشی از 7 تا 27 درصد در برش پایه برای سازه های بلند تا کوتاه تر دربرداشته باشد. از سویی با ارزیابی کلی رفتار لرزه ای مشخص شد، استفاده از میراگر پوسته ای تودرتو در سازه های میان مرتبه می تواند رفتار بهتری در کاستن از پاسخ سازه ها نسبت به سازه های بلند مرتبه داشته باشد.

    کلید واژگان: کنترل غیرفعال, میراگر هیسترزیس, دستگاه میرایی انرژی, ارزیابی لرزه ای, تحلیل تاریخچه زمانی}
    Alireza Reisi *, Hamid Reza Mirdamadi, Mohammad Ali Rahgozar

    Respect to the concept of the control structures, the author of this study recently suggested a novel hysteresis damper with named nested-eccentric-cylindrical shells damper (NESD) for increasing the damping in structures.According to the greater ability of the shell structures versus the plate structures, the NESD is designed based on the shell structures. The configuration of the shells in the NESD is designed in such a way that it can be increasing the performance and stability of the device. These members are as well as the multi-springs with the combination of series and parallel form. Also, the configuration of this device is designed by the simple form and with an easy way to install in structures. However, to evaluate the seismic performance of the proposed damper, the NESD used into the structures with various heights with four, eight, and twelve floors and analyzed by dynamic nonlinear time history. The seismic analyses are run with eleven records by particular geography characteristics of seismic hazard zone. In this evaluation, the efficiency of this damper in damping seismic energy and reducing the displacement and base shear responses is approved. In the seismic analysis, Therefore, by modeling this damper in structures, it was found that by using this damper in structures could be a damping of up to 35% of the seismic energy in the structures and reduce an average of 50% in displacement and could cause a reduction of 7 to 27% in the base shear for the structures. However, it was found that the NESD could be better behavior for reducing the response of mid-rise structures.

    Keywords: Passive control, hysteresis damper, energy dissipation device, Seismic Performance, time history analysis}
  • علیرضا رئیسی*، حمیدرضا میردامادی، محمدعلی رهگذر

    با بهرهگیری از ایدهی مهار سازه ها با استفاده از ابزارهای میراکنندهی انرژی زلزله، میراگر نوینی به نام میراگر پوستهای تودرتوی ناهمراستا توسط نگارندگان این پژوهش پیشنهاد شده است. ساختمان این میراگر از یک پوستهی استوانهای بزرگ فلزی که سه پوستهی استوانهای کوچک را در برگرفته است، ساخته شده است. برای ساخت این میراگر از روش های جوشکاری یا ریختهگری فلز میتوان بهره برد. چیدمان عضوهای پوستهای این میراگر در فرایند بارگذاری لرزهای میتوانند بهسان فنرهای فرابازگشتی با ترکیب سری و موازی سبب بالارفتن عملکرد دستگاه شوند. برای ارزیابی عملکرد دستگاه، مدلهایی از این میراگر به روش آنالیز عددی (اجزا محدود) آنالیز و داده های بدست آمده با دو نمونهی آزمایشگاهی همسنجی شده است. نمودارهای چرخه ای بدست آمده از آزمایش در هم سنجی نتایج عددی به کارگرفته شده است تا داده های مهم مکانیکی مانند میرایی، سختی موثر و نیروی تسلیم که برای استفاده از میراگرها در سازه ها مورد نیاز است از آنالیز عددی معتبر بدست آید. دراین پژوهش برای ارتقا در عملکرد دستگاه و اندرکنش بیشتر عضوهای داخلی این میراگر، نسبتی برای ضخامت پوسته ها پیشنهاد شده است و با تحلیل های عددی، سودمندی درنظر گرفتن این نسبت در ضخامت عضوهای داخلی میراگر با ارزیابی داده های مکانیکی بدست آمده و مقایسه آنها با نمونه های ابتدایی به اثبات رسیده است. همچنین در نمودارهای چرخهای بارگذاری که از تحلیل های عددی بر روی این میراگر ارتقا یافته حاصل شده است، نتایج مناسب تری در میرایی انرژی و سایر ویژگی های مکانیکی برای این میراگر به دست آمده است.

    کلید واژگان: کنترل کنشگیر, میراگر هیسترزیس, میرایی انرژی, روش اجزا محدود, آزمون بارگذاری}
    Alireza Reisi *, HamidReza Mirdamadi, MohammadAli Rahgozar

    By the concept of control structures a new shell configuration for a steel energy dissipative device designed for earthquake protection of structures is proposed in this study. This device is named a nested-eccentric-shells damper (NESD). This device is made of a large cylindrical shell that surrounded three small cylindrical shells. The conventional methods of welding or metal casting can be applied in constructing this damper. The configuration of the shell-type components is designed in such a way that to be able as a combination of series and parallel springs. To assess the performance of this damper, numerical analysis and full-scale testing are run. Hysteretic loops obtained from the analysis with highly ductile performance are applied to determine the behavior of this proposed damper. The results indicate that the nested-eccentric-shells damper is of a stable behavior in hysteretic loops, and can provide appropriate damped energy subject to cyclic loading. However, in order to improve the performance and interaction of the internal members of this damper, a thickness ratio is proposed for the inner shells and the usefulness of using this modification in numerical analysis has been proven in this study.

    Keywords: Passive control, hysteretic damper, energy dissipation, finite element method, loading test}
  • اشکان خدابنده لو*، سولماز یعقوب زاده، رضا شکری سلطان آبادی

    در سال های اخیر، استفاده از سیستم های کنترلی در ساختمان ها افزایش یافته است و بیش از پیش، اهمیت آن برای کاهش ارتعاش سازه ها احساس می‏شود. برای بهبود رفتار دینامیکی ساختمان های مجاور، سیستم های کنترلی می توانند بین ساختمان های مجاور به عنوان سیستم های فعال، نیمه فعال و غیر فعال نصب شوند. یکی از مهم ترین دستگاه های میراگر در کنترل غیر فعال، میراگر ویسکوز سیال می باشد. میراگرهای ویسکوز سیال به دلیل وجود مقاومت بالای سیال آن ها، اجازه می دهد تا پاسخ لرزه ای ساختمان های مجاور کاهش یابد. در این مقاله اثر میراگرهای ویسکوز بر کاهش جابهجایی طبقه بالا و هم چنین بهبود رفتار دینامیکی ساختمان های مجاور مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی در این پژوهش، استفاده از سیستم های کنترلی در دو ساختمان مشابه مجاور برای کاهش پاسخ کل سیستم می باشد. به منظور تحلیل مدلسازی برای بهبود رفتار دینامیکی ساختمان های مجاور متفاوت متصل شده با میراگرها، تعداد دو مدل از نمونه های اصلی در این مقاله بررسی شده است که برای استخراج آنالیز پاسخ و تاریخچه زمانی از نرم افزار SAP 2000 استفاده بهره جویی می شود. نتیجه ها نشان می دهند که اثر میراگرهای ویسکوز سیال برای ساختمان بلند تر نسبت به ساختمان کوتاه تر، کم رنگ تر است. هم چنین این میراگرها برای ساختمان های مجاور با ارتفاع های مختلف نسبت به ساختمان های با ارتفاع یکسان اثر بخشی بیشتری دارند.

    کلید واژگان: رفتار دینامیکی, ساختمان های مجاور, میراگرهای ویسکوز, تحلیل لرزه ای, کنترل غیرفعال}
    Ashkan Khodabandehlou *, Solmaz Yaghobzadeh, Reza Shokri Soltan Abadi

    Nowadays, the use of control systems in buildings has been increased and the importance of vibration reduction of structures is considered more than ever. In addition to improve the dynamic behavior of buildings, control systems can be installed between adjacent buildings as activated, semi-active and inactivated systems. Fluid viscous dampers are one of the most important approaches for inactivated control systems in which the dynamic response of two adjacent buildings reduces according to the high resistance of the viscous fluid. The main purpose of this study is the use of control systems in two similar adjacent buildings to reduce the entire system response which will be the analytical study of the impact of viscous dampers to control system performance. In order to provide the analysis and to study the dynamic behavior improvement of different adjacent buildings connected with dampers, two models of the original sample was investigated. All examples are different from each other and response analysis and time history was provided using SAP 2000 software. According to the acquired results, the effect of fluid viscous dampers for tall buildings is less than the shorter ones. Moreover, these dampers are more efficiently working for adjacent buildings with different heights rather than buildings with the same height.

    Keywords: Dynamic behavior, Adjacent buildings, Viscous dampers, Passive control, seismic analysis}
  • علی اخلاق پسند، امیرحسین فتح الله پور، سید مهدی زهرائی*

    در این پژوهش به منظور بررسی و مقایسه عملکرد میراگر جرمی منفرد واقع در محل بیشینه جابجایی مودی (بام سازه) و میراگرهای جرمی چندگانه توزیع شده در ارتفاع سازه بر اساس تحلیل مودال ، از یک سازه 40 طبقه در دو حالت خطی و غیرخطی بهره گرفته شده است. مدلسازی سازه به همراه هفت شتاب نگاشت زلزله های اعمالی با بیشینه شتاب معادل g0/1 در نرم افزار OpenSees انجام شده است. نتایج تحلیلهای صورت گرفته نشان می دهد که کنترل سازه در حالت خطی توسط میراگرهای جرمی چندگانه تنظیم شده بر اساس مودهای اول-دوم رفتار مناسب تری نسبت به سایر حالت ها دارد و متوسط کاهش بیشینه جابه جایی بام سازه با استفاده از این نوع از میراگر ها 5/14 درصد می باشد که حدود 2 برابر بیشتر از کاهش ناشی از حالت های استفاده از میراگر های منفرد تنظیم شده، بر اساس مود اول و میراگر جرمی چندگانه ی تنظیم شده بر اساس مود اول یا دوم، می باشد. این در حالی است که با توجه به فرض تنظیم مقادیر طراحی میراگرها متناظر با رفتار ارتجاعی آنها، در مدل غیرخطی سازه عملکرد میراگرهای جرمی منفرد و چندگانه ضمن کنترل پاسخ های سازه، اندکی کاهش می یابد. خطای 10 درصدی به منظور پوشش عدم قطعیت های موجود در میراگرهای جرمی و سازه ناشی از تغییرات فرکانس، در تنظیم فرکانس طراحی میراگرها در نظر گرفته شده است که در این حالت نیز رفتار میراگرهای جرمی چندگانه مناسب تر بوده است.

    کلید واژگان: میراگر جرمی تنظیم شده منفرد (STMD), میراگر جرمی تنظیم شده چندگانه (MTMD), کنترل غیرفعال, تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی, آنالیز مودال}
    Ali Akhlagh Pasand, Amirhosein Fatollah Pour, S. Mehdi Zahrai *

    In this study, to investigate and compare the performance of the single mass damper in the maximum modal displacement (roof) and multiple mass dampers vertically distributed in the height of the structure, based on the modal analysis, two linear and nonlinear models of a 40-story structure were selected. The structure has been modeled in OpenSees software using seven acceleration time histories. The analysis results for applied earthquakes under the maximum acceleration of 1.0g show that the control of the linear structure by multiple tuned mass dampers (MTMDs) tuned to the first and second modes have more appropriate behavior than others, and the average reduction of the maximum displacement of the Roof applying this type of dampers is 14.5%, which is about 2 times more than reduction of the STMD tuned to the first mode and the MTMDs tuned to the first or second modes, systems. However, due to the assumption of tuning the design parameters of the dampers corresponding to their elastic behavior, the performance of single and multiple mass dampers slightly decreases in a nonlinear model of the structure while structural responses are still controlled. Also, for the 10% error caused by misadjusting of the dampers, the behavior of MTMDs is more appropriate.

    Keywords: single tuned mass dampers (STMD), Multiple tuned mass dampers (MTMD), Passive control, dynamic time history analysis, modal analysis}
  • حسین تاجمیر ریاحی*، راحله محمودی، محمدرضا زارع

    در این پژوهش به بررسی تحلیلی و عددی سیستم جداساز ترکیبی هسته سربی با آلیاژ حافظه دار و بررسی پارامترهای مختلف موثر بر آن پرداخته شده است. پارامترهای مورد بررسی عبارتند از ابعاد جداساز، نوع آلیاژ حافظه دار و سطح مقطع سیم های آن، قطر هسته سربی، ضخامت لایه لاستیک و تنش فشاری. در این جداساز از آلیاژهای حافظه دار شکلی به عنوان واحد بازگرداننده و از هسته سربی به عنوان واحد اتلاف کننده انرژی استفاده شده است. بدین منظور یک مدل اجزای محدود از جداساز با استفاده از نرم افزار آباکوس مدل سازی شده و تاثیر پارامتر های مختلف ذکر شده بر عملکرد جداساز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که عملکرد لرزه ای این جداساز، نسبت به سایر جداساز ها بهتر بوده و در نهایت با توجه به اینکه چه نوع عملکردی از جداساز مدنظر است، می توان پارامترهای مورد مطالعه را به صورت بهینه بدست آورد. به عنوان مثال اگر اتلاف انرژی بیشتر مد نظر باشد به 4 طریق می توان عمل کرد: افزایش ابعاد جداساز، افزایش شعاع سیم های SMA، افزایش قطر هسته سربی و یا افزایش ارتفاع جداساز. از بین موارد ذکر شده، افزایش شعاع سیم SMA و افزایش قطر هسته بیشترین اثرگذاری را دارا هستند. به طور مثال، در کرنش برشی 150% اتلاف انرژی در شعاع mm 5/2 و mm 4 به ترتیب ازJ 2/5080 به J 8376 افزایش پیدا می کند.

    کلید واژگان: جداساز پایه, تکیه گاه لاستیکی هسته سربی, آلیاژهای حافظه دار شکلی, عملکرد لرزه ای, سیستم کنترل غیرفعال}
    Hossein Tajmir Riahi *, Raheleh Mahmoodi, MohammadReza Zare

    In this research, numerical analysis of the hybrid lead rubber bearing system with shape memory alloy was investigated by Abaqus software and the effectiveness of various parameters on its performance was examined. The parameters studied are the bearing dimensions, the type of shape memory alloy and its cross-sectional area, the lead core diameter, the thickness of the rubber layer and the compressive stress. In this hybrid bearing, memorable form shape memory alloy are used as a recovery unit and lead core is used as a unit of energy dissipation. For this purpose, a finite element model of the bearing is modeled using the Abaqus software and the effect of the various parameters mentioned on the bearing performance has been investigated. The results show that the structures equipped with this bearing have better seismic performance than lead rubber bearing. Finally, depending on what kind of performance is required from the bearing, the parameters can be obtained optimally. As a result, in order to achieve a combination of behavior, both the suitable absorption capacity of lead and the recentring property of the shape memory alloy, it is necessary to balance the stiffness between the lead core and the shape memory alloy wire.

    Keywords: Base Isolation, Lead Rubber Bearing, Shape Memory Alloy, Passive control, seismic performance}
  • امید کهنه پوشی*، افراسیاب سالم
    بسیاری از قاب های خمشی فولادی، در اثر بارهای لرزه ای به علت خراب شدن اتصالات آسیب می بینند. استفاده از سیستم-های کنترل غیرفعال در سازه ها به منظور عدم آسیب به اجزای اصلی سازه، در دهه های اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این تحقیق، عملکرد میراگر شکافدار فولادی (SSD) در اتصالات تیر به ستون فولادی به روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است. این میراگر از یک ورق فولادی که بر روی آن تعدادی شکاف با انتهایی دایره ای شکل ایجاد شده، ساخته می شود. به منظور شناخت رفتار این میراگر، عملکرد آن دریک اتصال تیر به ستون فولادی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تاثیر اندازه شعاع شکاف ها بر روی اتصال، و اشکال دیگری از این نوع میراگر با شکاف های بیضی و لوزی شکل در اتصالات تیر به ستون فولادی بررسی شده است. پس از مدل سازی این دو نوع جدید از میراگر به روش المان محدود، منحنی هیسترزیک مدل ها و کرنش های پلاستیک با هم مقایسه شده است. بر پایه نتایج، میراگر شکافدار فولادی می تواند تعداد زیادی از چرخه بارگذاری را تحمل کند. حداکثر لنگر و نیروی وارده به اتصال، تغییر شکل و اعوجاج در میراگر با شکاف های مختلف مقایسه شده است. همچنین مقایسه برش پایه وارد شده به قاب فولادی تحت جابجایی جانبی و انرژی جذب شده توسط قاب با میراگر SSD و میراگر بیضی شکل انجام شده است. که نتایجی برای استفاده از اندازه یا اشکال بهینه این میراگرها را به دست می دهد.
    کلید واژگان: المان محدود, کنترل غیرفعال, میراگر شکافدار فولادی, بارگذاری چرخه ای, تصال تیر به ستون}
    Omid Kohnehpooshi *, Afrasyab Salem
    ABSTRACTMost of the steel moment resisting frames, damage at the beam-to-column connections during seismic loads. Application of passive dampers in order to prevent damages to the main components of structure has been an interesting subject for many researchers recently. In this present study, performance of the metallic yield damper is slit steel damper (SSD) on the steel beam-to-column connection is carried out using finite element model. Thus, first this damper and its connection is simulated. After validation of results, the effect of various dimensional parameters including radius slot, of damper on the performance of damper and its connection was investigated. Then various forms of this damper simulated and their effect on the performance of damper and the steel beam-to-column connection is studied. Moment- rotation, Hysteresis curves and plastic strains for each size of radius slot and different shapes extracted from the analysis were compared. Furthermore base shear force for steel frames with and without slit dampers in term of energy absorption and deformation are compared together. Findings indicated seismic behavior fitted to such dampers. The results indicate that the slit damper shows a proper function in absorbing energy. Recommendation for appropriate size and shape of slit steel dampers proposed.
    Keywords: Energy dissipation, Passive control, steel slit damper, Finite Element, Beam to column Connection}
  • Ali Shahabi, Gholamreza Zamani Ahari *, Majid Barghian
    Seismic isolation is a method to reduce the destructive effects of earthquakes on a structure in which the structure is separated from its foundation by devices called seismic isolators. As a result, the horizontal movements of the earthquake transmitted to the structure are reduced. The seismic isolation is used for both newly constructed structures as well as for retrofitting the existing buildings. Due to the appropriate functioning of the isolators in past earthquakes, many structures are now equipped with these earthquake-resistant systems. So far, some review research works have been conducted on the seismic isolation techniques but in the limited and regional application form. In this paper, a historical evolutionary review of the isolation techniques has been conducted in chronological order. The methods of seismic isolation have been categorized based on their mechanism. The advantages and disadvantages of these methods are discussed. In addition, the latest advances and new methods developed in this field have been introduced.
    Keywords: Seismic isolation methods, Passive control, Friction pendulum isolators, Lead rubber bearing, High damping rubber bearing}
  • حمید احمدی*، حسین عیوض اوغلی، محمد علی لطف الهی یقین
    تاثیر یک میراگر مایع تنظیم شده (TLD) تا حد زیادی به هندسه مخزن وابسته است. اغلب TLDهای معمول به مخزن های با مقاطع هندسی ساده، مانند مستطیلی و دایروی، محدودند. اما پلان کف سازه ممکن است محدودیت هایی برای استفاده از مخازن بزرگ با هندسه منظم ایجاد کند. هم چنین میراگرهای TLD تنها در یک فرکانس عمل می کنند. در این تحقیق، کارایی یک نوع میراگر مایع تنظیم شده ترکیبی (CTLD) در کاهش ارتعاش سکوهای فراساحلی شابلونی تحت تحریک زلزله و موج مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به اصل هماهنگی بین فرکانس تلاطم سیال داخل مخازن و فرکانس اصلی نوسان سازه، CTLD باید به گونه ای طراحی شود که برای هر دو شرایط بارگذاری موج و زلزله پاسخگو باشد. نتایج نشان دادند که اختصاص حالت "ارتباط: برقرار" برای بارگذاری موج و حالت "ارتباط: مسدود" برای بارگذاری زلزله بهترین نتیجه را دارد. ضمنا CTLD اثر قابل توجهی روی پاسخ های دینامیکی سکو دارد؛ به طوری که در صورت استفاده از CTLD، حداکثر کاهش در جابجایی عرشه فوقانی سکوی SPD1، به عنوان یک مطالعه موردی، تحت اثر زلزله حدود 13% و بیش ترین مقدار کاهش در جابجایی و شتاب عرشه فوقانی سکو تحت اثر بارگذاری امواج حدود 20% بود.
    کلید واژگان: سکوی فراساحلی جکتی, میراگر مایع تنظیم شده ترکیبی (CTLD), تحلیل دینامیکی, کنترل غیر فعال}
    Hamid Ahmadi *, Hossein Eyvazoghli, Mohammad Ali Lotfollahi, Yaghin
    In the present paper, the efficiency of combined tuned liquid damper (CTLD) in controlling the dynamic responses of offshore jacket platforms under the earthquake and sea wave excitation is investigated. This type of damping system consists of one or more tanks containing a fluid, generally water or oil, which can be installed on the topside (superstructure) of the platform. During the excitation, hydrodynamic action induced by the sloshing of the water in the tank acts as a resistant force against the vibration and controls the structural response. In fact, due to the oscillation of the structure, the fluid inside the tank begins to oscillate in the opposite direction. During this process, most part of the fluid has a wave-like oscillatory motion, while the part adjacent to the tank’s floor experiences a rigid-type displacement and exerts impact pressures to the tank’s walls. In order to attain maximum decrease in the structural response, the oscillation frequency of the fluid inside the tank should be near the natural frequency of the structural free vibration which can be determined by performing a modal analysis. Hence, one of the objectives of the present study is to adjust the frequency of fluid’s oscillation based on the natural frequency of the jacket structure. In other words, the aim is to find a frequency range in which the maximum decrease can be achieved in the amplitude of structural responses. In this research, using the FE software ANSYS, a jacket-type platform having dimensions appropriate for the Persian Gulf climate (case study: SPD1 platform) was modeled and then dynamically analyzed by the modal and time-history approaches subjected to the records of El Centro and Tabas earthquakes as well as 10 cases of wave loading with different height and period. The CTLD system was optimally designed and after the verification of FE results, the dynamic responses of the jacket-type platform with and without CTLDs were compared.
    Keywords: Offshore jacket-type platforms, Combined tuned liquid damper (CTLD), Dynamic analysis, Passive control}
  • M. Rasouli, V. Broujerdian*
    This paper investigates the effective parameters on seismic efficiency of tuned mass dampers, TMD, in dual systems of moment resisting frame and cross bracing with 15, 20 and 25 stories. TMDs with different mass ratio were located at different heights. Non-linear time history analyses were conducted under three earthquake records. The results showed that the reduction of base shear is significant at all the cases, and by increasing the number of stories, reduction of the base shear is increased. However, in terms of displacement and acceleration of the roof, TMD could be very sensitive to its parameters.
    Keywords: Tuned mass damper, non, linear dynamic analysis, vibration control, passive control, energy dissipation}
  • رضا کرمی محمدی*، آرین صالحی زیارانی

    یکی از روش های کنترل غیرفعال سازه ها استفاده از میراگر جرمی تنظیم شده (T M D) است، که مقدار پاسخ با اضافه کردن درصدی از جرم موثر سازه تا حد مطلوبی کاهش می یابد. فرایند طراحی این میراگر شامل مشخص کردن پارامترهای آن یعنی جرم، سختی، و میرایی است. یکی از موضوعات اصلی در زمینه ی مطالعه و طراحی میراگر جرمی تنظیم شده، یافتن پارامترهای بهینه ی آن است. در این مطالعه براساس معادله ی بالانس انرژی در سازه، ضمن معرفی رابطه یی جهت کمینه سازی مقدار انرژی مازاد سیستم مرکب سازه و میراگر، جست وجوی عددی هدف داری جهت یافتن پارامتر بهینه ی میراگر برای کاهش پاسخ بیشینه ی لرزه یی سازه انجام شده است. این مطالعات برای دو حالت شتاب پایه ی هارمونیک و زلزله صورت گرفته و مطابقت خوبی بین نتایج به دست آمده و مطالعات گذشته در این زمینه مشاهده شده است. همچنین عملکرد میراگر بهینه در یک سازه با رفتار غیرخطی بررسی شده است.

    کلید واژگان: کنترل غیرفعال, میراگر جرمی تنظیم شده, بهینه یابی, بالانس انرژی, رفتار غیرخطی}
    R. K. MOHAMMADI *, A. S. ZIARANI

    A passive control strategy is the use of Tuned Mass Dampers (TMD). In a simple form, the TMD consists of 1 to 10 percent of the structure e ective mass connected to the main structure through a spring and a dashpot (viscous damper). The design is based on tuning the frequency of the TMD to the predominant frequency of the structure. So, when the structure is excited, the secondary mass vibrates in resonance with the structural motion, with 90 degrees of phase shift, and the TMD damping dissipates the input energy; consequently, a signi cant reduction in the response of the structure is achieved. Although the design process of the TMD, which includes determining its parameters, i.e., mass, sti ness and damping, is simple, nding optimum parameters has always been a challenging area in its analysis and design. In most optimization studies on tuned mass dampers, tuning and damping ratios are optimized and the damper mass is a pre-assumed parameter in design, because its optimum value is large and economically unjusti able in real structures. In this paper, on the basis of the structure energy balance equation for a single-degree-of-freedom model and an iterative formula that tends to minimize the kinetic energy of the structure, a wise (targeted) method has been developed to nd the optimum mass of the damper that reduces the maximum response of the system under harmonic and earthquake base accelerations. Eventually, good agreement was seen between the results of the present study and the ones obtained by previous related studies, which provides the possibility of optimal design of the damper through a simple iterative process. Also, the e ectiveness of the optimum TMD in a nonlinear structure has been investigated. It was shown that when the structure behaves nonlinearly, the e ectiveness of the TMD in reducing the peak response decreases, but, it provides damage reduction, and, for more severe input, protects the structure from collapsing compared to an uncontrolled structure.

    Keywords: Passive Control, Tuned Mass Damper, Optimum Parameters, Energy Balance, Nonlinear Behavior}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال