تاثير ميراگر جرمي تنظيم‌شونده با نسبت‌هاي جرمي مختلف بر عملكرد لرزه‌اي سازه‌هاي بتن آرمه جداسازي شده

Effect of Tuned Mass Damper with Various Mass Fractions on the Seismic Performance of Isolated Reinforced Concrete Structures

ميراگرها و جداسازها، ابزار اتلاف انرژي براي كنترل و كاهش پاسخ‌هاي لرزه‌اي سازه‌ها تحت زمين لرزه­هاي شديد محسوب مي­شوند. يكي از پركاربردترين اين وسايل نوع خاصي از ميراگرها تحت عنوان ميراگرهاي جرمي TMD و جداسازهاي هسته سربي LRB مي­باشند. مطالعه خواص لرزه‌اي و رفتار غير خطي سيستم‌هاي سازه­اي مجهز به اين نوع ميراگرها و جداسازها مي­تواند كمك قابل توجهي به درك رفتار اين سيستم‌ها در برابر نيروهاي جانبي ناشي از زمين لرزه­هاي بزرگ نمايد. در اين پژوهش سازه بتني 12 طبقه داراي ميراگر جرمي با نسبت‌هاي جرمي مختلف، بدون جداساز و جداساز هسته سربي طراحي شده، سپس با استفاده از تحليل تاريخچه زماني در نرم‌افزار SAP2000 در حالت‌هاي ايزوله شده بدون ميراگر و با ميراگر با نسبت‌هاي جرمي مختلف پاسخ‌هاي سازه‌ها در برابر زلزله‌هاي ذكر شده بدست آمده است. نتايج تحليل‌هاي انجام گرفته نشان مي­دهد كه به دليل افزايش جابه جايي در تراز جداسازي شده، وجود ميراگر جرمي بسيار موثر مي­باشد. كه با افزايش نسبت جرمي ميراگر، اين اثر بيشتر مي‌گردد. از طرفي جداساز لرزه‌اي بطور متوسط باعث كاهش 20 الي 30 درصدي جابه جايي نسبي طبقات مي­شود. ميراگرجرمي، جابه جايي‌هاي زياد جداساز را كنترل مي­نمايد. نتايج حاصل نشان مي­دهد درسازه مورد نظر براي بهره‌مندي هرچه بيشتر از قابليت هاي جداساز، تركيب آن با ميراگر هاي جرمي مطلوب مي­باشد.

Dampers and isolators are energy dissipating devices to control and reduce the seismic responses of structures under strong earthquakes. One of the most widely used of these devices is a special type of damper called TMD mass dampers and LRB lead core separators. Tuned Mass dampers (TMD) and Lead Rubber Bearings (LRB) are of the most widely used types of these devices. The scientific study of the seismic characteristics and nonlinear behavior of structural systems equipped with this type of dampers and isolators can significantly help to understand the behavior of these systems against the lateral forces imposed by strong earthquakes. In this research, a 12-story concrete structure with mass damper with various mass fractions, without isolator and with lead core isolator is designed. Then, applying time history analysis in SAP2000 software in isolated states without damper and with damper with different mass fractions, the responses of the structures against the mentioned earthquakes are obtained. The results of the analysis presented that the presence of mass damper is very effective due to the increased displacement in the isolated level. This effect is increased by increasing the mass fraction of the damper. The seismic isolator, on the other hand, can reduce the relative displacements of stories by 20 to 30% on average. The mass damper controls the large displacements of the isolator. The results in the studied structure revealed that in order to utilize the maximum capabilities of the isolator, it should be combined with mass damper.