چکیده
این مقاله روند طراحی میراگرهای ویسکوالاستیک و نتایج آزمون تجربی یک سازه های فلزی 5 طبقه تک دهانه با میراگر ویسکوالاستیک را ارائه می دهد. خواص مکانیکی میراگر ویسکوالاستیک و ویژگی های دینامیکی ساختار مدل، از طریق آزمایش و با استفاده از تحریک هارمونیک به دست آمد. نتایج این آزمایش در روند طراحی مورد استفاده قرار گرفته است. در ابتدا، نسبت میرایی اضافی لازم، برای کاهش حداکثر پاسخ سازه به یک سطح مورد نظر به دست آمد. سپس به اندازه لازم میراگر برای رسیدن به نسبت میرایی مورد نیاز، با استفاده از روش انرژی کرنشی مودها و با مشاهده تغییرات در نسبت میرایی مودها و با توجه به تغییر در سختی میراگر تعیین شد. میراگر ویسکوالاستیک در طبقه ی اول و دوم مدل نصب شده است. نتایج حاصل از آزمایشاتی که از روش نویزتصادفی با باند محدود و یا هارمونی استفاده می کنند، نشان داد که پس از نصب میراگر های، پاسخ دینامیکی مدل سازه ای با مقیاس واقعی تا میزان مطلوب راحی کاهش یافته است.
1. مقدمه
میراگرهای ویسکوالاستیک (VED) در کاهش پاسخ دینامیکی ساختمان ها، در وزش باد و یا تحریک لرزه ای بسیار موثر هستند، و به صورت عملی در برج های دوقلوی مرکز تجارت جهانی در نیویورک برای کاهش ارتعاشات ناشی از باد استفاده شده اند. بسیاری از تحقیقات به استخراج مدل تحلیلی برای VED و به منظور بررسی اثر آن بر کنترل ساختاری از طریق آزمایش [1-4] پرداخت اند. مطالعات قبلی نشان داد که VED می توانید میرایی سازه را به طرز قابل توجهی افزایش دهد، که در نتیجه ی آن شاهد کاهش پاسخ سازه، مانند جابجایی و شتاب مطلق خواهیم بود. همچنین نتایج حاصل از این مطالعات نشان داد که عملکرد VED بستگی به عواملی مانند فرکانس تهییج و دمای محیط بستگی دارد. لذا عملکرد VED باید با در نظر گرفتن این عوامل مورد بررسی قرار گیرد. دربسیاری از آزمایشات، سازه در مقیاس کوچک و با VED کوچک، مورد استفاده و بررسی قرار گرفت است و تنها چند تحقیق با استفاده از VED در مقیاس واقعی شده انجام شده است.
موضوع دیگر مربوط به استفاده های عملی از VED ، توسعه روش طراحی VED برای رسیدن به سطح پاسخ سازه ای مطلوب است. برای این هدف، یک تصمیم حساب شده و با در نظر گرفتن تمامی عوامل طراحی مانند تعداد، اندازه، محل بهینه و روش نصب، لازم است. در بسیاری از مطالعات، VED با اندازه های دلخواه نصب شده و تاثیر آن بر کنترل ارتعاش مورد بررسی قرار گرفته است. ژانگ و همکارانش یک روش مرحله ای برای جایگذاری بهینه VED با استفاده از مفهوم درجه ی قابلیت کنترل [5] ارائه داده اند. لی و همکارانش محل و اندازه VED را با استفاده از روش انتساب قطبها [6]ارائه دادند. این مطالعات نشان داد که قرارگیری VED در موقعیتی که بیشترین جابجایی داخل طبقه را دارد، بهترین و موثرترین گزینه است. چانگ و همکارانش یک راهنما برای طراحی سازه های دارای قاب فولادی با VED ارائه دادند. آنها برای ارائه ی این راهنما از نتایج مطالعات قبلی استفاده کرده، و اثربخشی روش طراحی را با انجام یک آزمایش با مدل سازه ی در مقیاس 2/5 مورد بررسی قرار دادند و پس از بررسی نتایج آن را تائید کردند [7]. اگر چه این روش طراحی، توضیحات دقیق ارائه داده و اثر بخشی آن را از طریق مطالعه تجربی تایید می کند، اما مطالعات تجربی بیشتری برای استفاده ی عملی از آن مورد نیاز است. به خصوص، آزمایش در مقیاس واقعی، می تواند توضیحات دقیق و واقعی ارائه داده و نتایج آن می تواند به عنوان یک پایه و اساس برای استفاده واقعی VEDدر ساختمان مورد استفاده قرار گیرد.
این مقاله در نشریه الزویر منتشر شده و ترجمه آن با عنوان میراگرهای ویسکوالاستیک در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
Vibration tests of 5-storey steel frame with viscoelastic dampers
