تاثير اندركنش خاك و سازه بر پاسخ‌هاي لرزه‌اي طولي پل‌هاي معلق كنترل شده با ميراگر بهينه جرمي تنظيم شونده

The effect of soil-structure interaction on longitudinal seismic responses of suspension bridges controlled by optimal TMD

پل‌هاي معلق به دليل دارا بودن دهانه‌هاي بلند، برج‌هاي مرتفعي را در ساختار هندسي خود شامل مي‌شوند. ارتعاع زياد اين برج‌ها باعث مي‌شود تا در برابر بارهاي ديناميكي، مانند تحريكات لرزه‌اي، پاسخ‌هاي جابه‌جايي قابل توجهي را تجربه كنند، كه مي‌توانند باعث بروز اختلال در عملكرد آنها شوند. براي فائق آمدن بر اين مشكل، مي‌توان از سيستم‌هاي كنترل كننده‌ي ارتعاشات، مانند ميراگر جرمي تنظيم شونده كه يك سيستم غيرفعال است، استفاده كرد. عملكرد اين سيستم‌ها بر اساس شاخص‌هاي كارايي كه بر حسب پاسخ‌هاي سازه تعريف مي‌شوند، قابل بررسي هستند. از سوي ديگر، ميراگرها براي اينكه بتوانند مطلوب‌ترين عملكرد خود را در كاهش ارتعاشات ارائه دهند، نيازمند اين هستند كه پارامترهاي خود را به مقادير بهينه سوق دهند؛ اين مهم را مي توان با استفاده از الگوريتم‌هاي بهينه-يابي فراابتكاري انجام داد. در اين تحقيق، پاسخ‌هاي لرزه‌اي طولي جابه‌جايي و انرژي پل معلق گلدن گيت، با درنظر گرفتن اندركنش خاك و سازه، با استفاده از ميراگر جرمي تنظيم شونده كه مشخصات آن با استفاده از الگوريتم فراابتكاري استاد-دانش‌آموز-معلم بهينه، و توسط شاخص‌هاي انرژي محور كه تعريف شده‌اند، مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاكي از آن بود كه با نرم شدن خاك بستر مود ابتدايي سازه نقش به مراتب مهمتري در پاسخ نهايي ايفا مي‌كند. همچنين، ميراگر جرمي تنظيم شونده بر اساس شاخص‌هاي انرژي تعريف شده، يك سيستم كنترلي كاملا موفق جهت كنترل ارتعاشات سيستم برج-شمع براي تمامي حالات خاك بستر در نظر گرفته شده، بود.

Suspension bridges contain high towers due to having long span. Large height makes them to experience remarkable displacement responses against dynamic loading, like seismic excitation which disturbs their performance. In order to overcome this problem, control strategies, like tuned mass damper or in brief TMD as a passive system can be used. The performance of these systems can be addressed by the indices defined according to structural responses. On the other hand, its parameters should be adjusted to their optimum values to providing the best performance accessible by the meta heuristic algorithm. Here, the seismic displacement and energy responses of the Golden gate bridge considering soil-structure interaction were investigated using the optimum TMD optimized by observer teacher learner algorithm, and the performance of it was addressed by the energy indices. The results indicated that by increasing the softness of the bed soil the first mode plays the dominant role in the final response. Also, TMD was a successful system to control the vibration of the tower-pier system according to the defined energy indices for all the conditions of the bed soil considered. Suspension bridges contain high towers due to having long span. Large height makes them to experience remarkable displacement responses against dynamic loading, like seismic excitation which disturbs their performance. In order to overcome this problem, control strategies, like tuned mass damper or in brief TMD as a passive system can be used. The performance of these systems can be addressed by the indices defined according to structural responses.