پديد آورنده :
ميناري فام، گودرز
عنوان :
بهبود تكنيك خطي‌سازي تصادفي براي سازه‌هاي مجهز به ميراگر ستون مايع تنظيم‌شده
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هفده، 128ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
كنترل غيرفعال , ميراگر ستون مايع تنظيم شده , تكنيك خطي سازي تصادفي , شبيه سازي مونت كارلو , تابع توزيع گاوسي , تابع توزيع رايلي , تحليل غير خطي , شتابنگاشت هاي مصنوعي
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/11/08
رشته تحصيلي :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/11/10
چكيده فارسي :
استفاده از ميراگر‌ها براي كنترل سازه‌ها در برابر بار‌هاي ناشي از زلزله و باد يكي از روش‌هاي كنترل غيرفعال سازه‌هاست. ميراگر‌ها انواع مختلفي دارند و امروزه به يكي از روش‌هاي رايج براي كاهش خرابي‌هاي ناشي از زلزله تبديل شده‌اند. ميراگر ستون مايع تنظيم‌شده يكي از انواع اين ميراگر‌هاست كه به دليل هزينه پايين اجرا و عدم نياز به تعمير و نگهداري اهميت پيدا كرده است. اين ميراگر ارتعاشات ناشي از بار‌هاي جانبي وارد به سازه را از طريق عبور مايع از داخل يك محفظه يو شكل كاهش مي‌دهد. مطالعات آزمايشگاهي نشان داده است كه به دليل حركت آب در اين ميراگر، رفتار آن غير‌خطي است. به منظور كاهش تلاش‌هاي محاسباتي و سهولت تحليل و طراحي اين ميراگر‌ها رفتار غير خطي آن‌‌ها با استفاده از تكنيك خطي‌سازي تصادفي خطي شده است.
در اين پژوهش، سازه يك درجه آزادي مجهز به ميراگر ستون مايع تنظيم‌شده با استفاده از تكنيك خطي‌سازي تصادفي و مدل‌سازي حركات زمين به صورت غير‌ايستان خطي شده است. به منظور تحليل تصادفي سازه از شتاب‌نگاشت‌هاي مصنوعي كه با استفاده از شبيه‌سازي مونت‌كارلو توليد شده‌اند، استفاده گرديده است. تكنيك خطي‌سازي براي دو حالت سازه با رفتار خطي و غير‌خطي به كار گرفته شده است. براي هر دو رفتار سازه خطي و غير‌خطي پارامتر‌هاي ميراگر انتخاب گرديده و براي دوره تناوب‌هاي مختلف خطي‌سازي انجام گرفته است. در سازه خطي مجهز به ميراگر ستون مايع تنظيم‌شده با توجه به پژوهش‌هاي قبلي از تابع توزيع گاوسي براي خطي‌سازي استفاده شده است. براي سازه غير‌خطي مجهز به ميراگر دو روش خطي‌سازي با استفاده از توابع توزيع رايلي و گاوسي پيشنهاد شده است كه رفتار غير‌خطي سازه و ميراگر را به صورت توام خطي كرده است.
نتايج حاصل از تحليل نشان دادكه براي سازه خطي مجهز به ميراگر ستون مايع تنظيم شده تابع توزيع گاوسي رفتار غير خطي ميراگر با تقريب بسيار خوبي خطي كرده است. مقدار ميانگين خطاهاي انحراف استاندارد جابه‌جايي سازه خطي با لحاظ تمامي دوره تناوب‌ها براي خاك نرم 53/1 و براي خاك سخت 4/2 بدست آمده است. همچنين مقدار ميانگين خطاهاي انحراف استاندارد سرعت سازه خطي با لحاظ تمامي دوره تناوب‌ها براي خاك نرم 72/1 و براي خاك سخت 04/2 بدست آمده است.
در روش پيشنهادي اين پژوهش براي خطي‌سازي سازه غير‌خطي مجهز به ميراگر ستون مايع تنظيم‌شده با استفاده از روش‌هاي رايلي-رايلي و گاوسي-گاوسي، رفتار سازه و ميراگر با تقريب نسبتاً خوبي خطي شده است. مقدار ميانگين خطاهاي انحراف استاندارد جابه‌جايي سازه غير‌خطي با لحاظ تمامي دوره تناوب‌ها براي هر دو نوع خاك نرم و سخت با استفاده از روش رايلي-رايلي 68/12 و با استفاده از روش گاوسي-گاوسي 03/13 بدست آمده است. همچنين مقدار ميانگين خطاهاي انحراف استاندارد سرعت سازه غير‌خطي با لحاظ تمامي دوره تناوب‌ها براي هر دو نوع خاك نرم و سخت با استفاده از روش رايلي-رايلي 56/5 و با استفاده از روش گاوسي-گاوسي 42/8 بدست آمده است.
چكيده انگليسي :
The use of dampers to control structures against seismic and wind loads is one of the methods for passive control of structures. Dampers come in various types and have become a common method for reducing earthquake-induced damages. The tuned liquid column damper is one such type that has gained importance due to its low implementation cost and the absence of the need for maintenance. This damper reduces the vibrations induced by lateral loads on the structure by allowing the liquid to pass through a U-shaped chamber. Laboratory studies have shown that due to the movement of water in this damper, its behavior is nonlinear. To simplify computational efforts and facilitate the analysis and design of these dampers, their nonlinear behavior has been linearized using random linearization techniques.
In this research, a single-degree-of-freedom structure equipped with a tuned liquid column damper was studied. Stochastic linearization techniques and non-station modeling of ground motions were used. Artificial accelerograms generated through Monte carlo simulation have been employed to analyze the structure stochastically. Linearization techniques have been applied for two cases: linear and nonlinear behaviors of the structure, choosing damper parameters for both linear and nonlinear structural behaviors and performing linearization for different vibration periods. For the linear structure equipped with a tuned liquid column damper, a Gaussian distribution function has been used for linearization based on previous researches. For the nonlinear structure equipped with a damper, two linearization methods using Rayleigh and Gaussian distribution functions have been proposed, linearizing the nonlinear behavior of both the structure and the damper simultaneously.
The analysis results indicate that for the linear structure equipped with a tuned liquid column damper, the Gaussian distribution function has linearized the nonlinear behavior of the damper very well. The average values of standard deviation errors in displacement for the linear structure considering all vibration periods have been obtained as 1.53 for soft soil and 2.4 for hard soil. Also, the average values of standard deviation errors in velocity for the linear structure considering all vibration periods have been obtained as 1.72 for soft soil and 0.42 for hard soil.
In the proposed method of this research for linearizing the nonlinear structure equipped with a tuned liquid column damper using Rayleigh-Rayleigh and Gaussian-Gaussian methods, the structure and damper behavior have been relatively well linearized. The average values of standard deviation errors in displacement for the nonlinear structure considering all vibration periods using Rayleigh-Rayleigh and Gaussian-Gaussian methods for both soft and hard soils have been obtained as 12.68 and 13.03, respectively. Also, the average values of standard deviation errors in velocity for the nonlinear structure considering all vibration periods using Rayleigh-Rayleigh and Gaussian-Gaussian methods for both soft and hard soils have been obtained as 5.56 and 8.42, respectively.
استاد داور :
فرهاد بهنام فر , علي بخشي
