کنترل غیرفعال ارتعاشات سازه بلندمرتبه CAARC با میراگر مایع تنظیم‌شده تحت تحریک باد و زلزله

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران.

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

چکیده

یکی از موضوعات با اهمیت در حوزه مهندسی ایجاد یک فضای آرام و حس امنیت برای ساکنین ساختمان‌ها به ویژه سازه‌های بلندمرتبه در برابر نیروی زلزله و باد می‌باشد، به‌همین منظور استفاده از سیستم‌های کنترلی جهت کاهش ارتعاش سازه در برابر بارهای دینامیکی مورد توجه قرار گرفته است. میراگر مایع تنظیم‌شده یک ابزار پرکاربرد و مقرون به‌صرفه برای کنترل ارتعاشات سازه‌ تحت بارهای جانبی دینامیکی می‌باشد. در این پژوهش سازه بلندمرتبه استاندارد CAARC تحت تحریک‌های زلزله حوزه دور و نزدیک و پروفیل بادی با سرعت 100 متر بر ثانیه در نرم‌افزار ANSYS بررسی شده است. تونل باد شبیه‌سازی شد و اندرکنش باد و سازه مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور کاهش پاسخ‌های سازه بلندمرتبه تحت رکوردهای زلزله حوزه دور (السنترو 1940 و هاچینو 1968)، رکوردهای زلزله حوزه نزدیک (نورثریج 1994 و کوبه 1995) و نیروی باد از یک میراگر مایع تنظیم‌شده با مخزن مکعبی استفاده شد. پاسخ‌های سازه از قبیل جابجایی، سرعت، شتاب، فشار وارده به سازه و خطوط جریان باد بر روی دیواره‌های سازه مورد تحلیل و آنالیز قرار گرفته است و همچنین، رفتار آئرودینامیک و آئروالاستیک سازه در برابر نیروی باد بررسی شده است. نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که میراگر مایع تنظیم‌شده می‌تواند جابجایی سازه را به‌طور میانگین تحت رکوردهای حوزه دور تا 16 درصد، رکوردهای حوزه نزدیک 5/0 درصد و تحت نیروی باد تا 13 درصد کاهش ‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Passive control of vibrations of CAARC high-rise structure using Tuned Liquid Damper under wind and earthquake excitations

نویسندگان [English]

  • maziar fahimi farzam 1
  • babak alinejad 2
  • Rasool Maroofiazar 3
  • hajar kazemi sormoli 1
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Maragheh, Maragheh, Iran.
2 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Maragheh, Maragheh, Iran.
3 Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Maragheh, Maragheh, Iran.
چکیده [English]

One of the important issues in civil engineering is creating a calm place and a sense of security for the residents of high-rise structures against the force of earthquakes and wind. Therefore, the use of control systems has been considered under dynamic loads. Tuned Liquid Damper is Affordable and useful device for controlling the vibrations of structure under dynamic lateral loads. In this study, the standard high-rise structure has been modeled in ANSYS software under earthquakes (far and near-field) and wind profile with a speed of 100 meters per second. The wind tunnel has been simulated and the interaction between wind and structure has been investigated. In order to reduce the responses of high-rise structures under far-field records (Elcentro 1940 and Hachinohe 1968) and near-field records (Northridge 1994 and Kobe 1995) and wind force, a TLD with a cube tank was used. The responses of the structure such as displacement, velocity, acceleration, pressure over to the structure and wind streamline over the walls of the structure have been analyzed and also, the aerodynamic and aeroelastic behavior of the high-rise structure against wind has been investigated. Averagely, the simulation results show that the Tuned Liquid Damper could reduce the maximum displacement of the structure to 16% under far-field records, 0.5% under near-field records and 13% under wind force.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tuned Liquid Damper
  • Wind tunnel
  • CAARC Standard Structure
  • Far and Near-Field Earthquakes
  • ANSYS