دانشگاه آزاد واحد شهرکرد

دانشکده فنی و مهندسی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی عمران- زلزله

عنوان :

بهره گیری از میراگر های جرمی در کنترل ارتعاش ساختمان های مرتفع و سازه هایی با دهانه بلند

 

استاد راهنما :

دکتر محمد علی رهگذر

 

 

استاد مشاور :

دکتر حسین تاجمیر ریاحی

 

آذر 1391

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
 
« طرح مسئله »
 

1-1 مقدمه
یکی از عواملی که سازه پیش روی زلزله با آن مواجه می باشد تشدید یا رزونانس می باشد . تشدید زمانی اتفاق می افتد که  سختی سازه، حرکت زمین را به طبقات بالا تر از سطح زمین انتقال میدهد که به صورت انرژی جنبشی و پتانسیل در سازه باقی میماند، اگر این انرژی مسطهلک یا خنثی نشود باعث افزایش تغییر مکان  ها خواهد گردید این اتفاق زمانی بحرانی تر می باشد که فرکانس منبع ارتعاش با فرکانس دستگاه یا سازه برابر گردد یا به هم نزدیک باشند در این حالت سرعت و تغییر مکان با گذشت زمان به سمت بینهایت میل می ‌کند در طی این مسیر زمانی، لحظه ای میرسد که تغییر مکان ایجاد شده در سازه باعث ایجاد نیروهایی مانند اثر پی دلتا و افزایش   لنگر واژگونی و ایجاد تغییر مکان های ماندگار و… می شودکه از حد توان سازه بیشتر میشود و باعث تخریب موضعی یا کلی در سازه میگردد .
به علت های بالا کنترل تشدید در سازه از اهمیت زیادی برخوردار می باشد ،برای کنترل تشدید از راه های مختلفی بهره گیری می گردد که در اینجا سه روش را که از تعریف تشدید سرچشمه می گیرد را اظهار میکنیم
و یکی از آنها را جهت پژوهش انتخاب می کنیم

  • بهره گیری از میراگر هایی که نیروی آنها متناسب با افزایش سرعت افزایش میابد و با کنترل انرژی دستگاه تغییر مکان حداکثر را کنترل میکنند.
  • بهره گیری از میراگر هایی که متناسب با تغییر مکان طبقات انرژی را مسطهلک میکنند مانند بادبند های کمانش ناپذیر
  • ایجاد اختلاف فاز بین فرکانس منبع ارتعاش و دستگاه (زیرا ماهیت زلزله به گونه ایست که فرکانس مشخص نیست از این روش پیش روی آن بهره گیری نمی گردد) شاید بتوان جدا ساز ها را از این نوع بحساب آورد.
  • مقابله با تغییر مکان های  ایجاد شده متناسب با شتابشان به وسیله نیروی اینرسی ماند یا لختی ذخیره شده بوسیله  جرم هایی که در نقاطی که تغییر مکان ها بایستی کنترل شوند قرار گرفته اند ، که به میراگر جرمی یا tuned mass damper   شناخته می گردد.

در سازه های مختلف میرا گر جرمی با اهداف متفاوتی میتواند مورد بهره گیری قرار گیرد .  به گونه مثال در پل ها میرا گر های جرمی برای کنترل تشدید پیچشی نسبت به محور پل یا کنترل تشدید جابجایی قائم عرشه پل  تحت بار گزاری زلزله یا باد بهره گیری میشود ، و به خاطر اینکه تشدید در اثر خواص ایرودینامیکی اجزاء باد خور و باد گیر پل بحرانی تر می باشد بهره گیری از میراگر جرمی برای این مقصود بیشتر مورد بهره گیری قرار میگیرد. در سازه های بلند و مرتفع بتنی و فولادی این اهداف میتوانند باز با هم متفاوت و در بعضی مشترک باشند. مثلا پدیده برخاست پی تحت لنگر واژگونی وبرای کنترل آن طراح با محدودیت هایی مواجه می باشد . مانند آنها محدودیت ضرفیت خاک برای شمع کوبی و تحمل نیروهایی کششی ناشی لنگر واژگونی ،و دیگر محدودیت توجیه اقتصادی پروژه با در نظر داشتن هزینه بر بودن افزایش عمق پی و در بعضی موردها با افزایش عمق مزاحمت سطح آبهای زیر زمینی و دیگر عوامل مشابه میتواند گزینه های کاهش پدیده برخواست پی را پر رنگ تر کند و آنها را روی میز قرار دهد. نوع مصالح  و هزینه تمام شده آنها تا مرحله آخر نصب هم میتواند ما را به سمت بهره گیری از میرا گر های جرمی هدایت کند به گونه مثال در سازه های بتنی با در نظر داشتن اینکه تامیین مقاومت فشاری در عناصر مختلف با بتن می باشد و مقاومت در برابر تنش و نیرو های کششی برعهده فولاد می باشد و از آنجایی که هزینه بهره گیری از فولاد حداقل دو برابر هزینه بهره گیری از بتن می باشد طراح سازه های بلند به سمت کاهش نیروهای کششی و جایگزینی آنها با نیرو های فشاری تمایل می یابد که برای این هدف بهره گیری از میرا گر های جرمی میتواند کمک کننده باشد. در سازه های فولادی هدف بالا مورد توجه نیست و باتوجه به اینکه تمرکز این مطالعه بر روی سازه های بتنی مرتفع با سیستم های دارای دیوار برشی می باشد برای اختصار از تبیین  درمورد  سازه های فولادی صرفنظر میکنیم و موردها تصریح شده در بالا در جهت بهره گیری از میرا گر های جرمی مورد برسی قرار میدهیم تا بتوانیم، توصیف رفتار و اثرات آن بروی سازه را ارائه کنیم. علت های دیگری برای بهره گیری از این سیستم وجود دارند که با تبیین مکانیزم عملکرد ، با آنها آشنا خواهیم گردید.
میراگر های جرمی انواع مختلفی دارند مانند : فعال ، غیر فعال ، جرم متمرکز ، مایع و ….
هدف از این پژوهش

  • مطالعه انواع میراگر جرمی و چگونگی طراحی آنها
  • اهداف ثانویه ای که این طرح برای آنها مفید می باشد(مقایسه اثرات با  میرا گر جرمی و بدون آن با  بهره گیری از نرم افزار در یک تحلیل دینامیکی برای یک یا چند زلزله خاص )
این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه:شناسایی ماتریس های مشخصه سیستم با استفاده از حل معکوس معادلات حرکت در حوزه فرکانس در سازه ها با نامنظمی در توزیع جرم، سختی و میرایی در ارتفاع

 
1-2-1 تعریف :
میراگر جرمی تنظیم شده ازسه بخش اصلی تشکیل شده می باشد:

  • جرم میراگر
  • عنصر سختی یا مقاومت که نیرویی متناسب با جابجایی نسبی به وجود آمده بین جرم میراگر و سازه اصلی که در اثر ماند و لختی جرم نسبت به سازه اصلی به وجود آمده بین جرم و سازه اصلی اعمال می ‌کند
  • عنصر میرا گر

که جهت مقابله با حرکت سازه به صورت های مختلف به سازه متصل میشود. یک نمونه ساده از آن شامل: جرم،فنر(سختی)ومیراگر می باشد.  نکته: بقیه اجزاء میراگر جرمی مثل میله های هدایت کننده جرم،ادوات تثبیت و شاسی که اجزاء اصلی میراگر روی آن نصب می شوند، زیرا مستقیما به سازه متصل می شوند جزئی از جرم سازه به حساب می آیند و در محاسبه جرم میراگر وارد نمی شوند. نمونه هایی از میرا گر یا جاذب جرمی هم هستند که شامل جرم و جک (که با بهره گیری از فشار روغن که با کامپیوتر کنترل می گردد، شتاب نسبی بین سازه و جرم میراگر ایجاد می کنند (جهت به وجود آوردن نیرو در بازه های زمانی مناسب وجهت مناسب) می باشند. نوع دیگر، میرا گر های ستون مایع می باشند که با فشار مایع  به دیواره متصل به سازه در خلاف جهت شتاب حرکت سازه با جابجایی آن مقابله می کند. در این مطالعه ما به  انواع میرا گر جرمی تنظیم شده می پردازیم که نوع ساده آن  شامل جرم ، فنر ، میراگر می باشد.
نکته: عنصر سختی  یا فنر می تواند از مصالح الاستومر بهره گیری گردد که به دلیل حساسیت تغییرات سختی آنها به تغیرات دما در ساختمان کمتر بهره گیری می شوند و در این مطالعه سختی را به صورت فنر با سختی خطی  مدل می کنیم. لغت تنظیم شده به دلیل تنظیم فرکانس میراگر با فرکانس طبیعی سازه وتنظیم میرایی عنصرمیراگر، میراگر جرمی می باشد که اصطلاحا میراگر جرمی را با سازه کوک می کنیم. این تنظیم به صورتی می باشد که حداکثر انرژی ممکن از سازه توسط میراگر خنثی گردد که اصطلاحا حداکثر انتقال انرژی از سازه به میراگر جرمی تنظیم شده(TMD :Tuned mass damper) گفته می گردد.
تعداد صفحه :226
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

دسته‌ها: عمران