مدلسازی و طراحی بهینه جداساز آونگی- اصطکاکی چندگانه با روشهای فرا ابتکاری

خسارت ها و خرابی های سازه ها در ساختگاه های نزدیک گسل، هنگام زلزله، نیاز مهندسین به تحقیق در زمینه خصوصیات حرکات نیرومند زمین و تاثیر آنها بر عملکرد سازه ها را بیشتر کرد. طبق پژوهش زلزله شناسان طی زلزله های بزرگ در حوزه نزدیک، با توجه به پریود و دامنه نسبتا بلند این زلزله ها، سازه های جداسازی شده آسیب پذیر هستند. با افزایش شدت زلزله، پیچیدگی سیستم های جداسازی بیشتر می شود و تمایل به جداگرهای بزرگ در ترکیب با میراگرها بوجود می آید زیرا طراح تلاش می کند که جابجایی های بزرگ را از طریق میرایی کنترل کند. اگرچه میراگرها جابجایی ها را کنترل می کنند اما باعث افزایش شتاب طبقات می گردند. از این رو استفاده از یک سیستم جداسازی که در سطوح لرزه ای پایین با ایجاد نرمی کافی شتاب طبقات را کنترل نموده و در سطوح بالای لرزه ای با استهلاک کافی تغییرشکل طبقه ای را کاهش دهد، یکی از دلایل توجه طراحان به استفاده از جداگرهای سازگار مانند جداگرهای پاندولی اصطکاکی چندگانه می باشد. یک سیستم جداسازی لرزه ای سازگار (یا هوشمند) دارای توانایی تغییر سختی و میرایی طی حرکت خود می باشد. این ویژگی مهم باعث عملکرد خوب سیستم جداسازی در سطوح مختلف لرزه ای می شود. جداگرهای پاندولی اصطکاکی چندگانه دارای این رفتار سازگار می باشند که در میان آنها جداگر پاندولی اصطکاکی سه گانه بیشترین میزان سازگاری را دارا می باشد. این جداگر دارای چهار سطح مقعر با شعاع ها و ضرایب اصطکاک مختلف می باشد که سه مکانیسم پاندولی را بوجود می آورد. پس از این جداگر، جداگر پاندولی اصطکاکی دوگانه مطرح است که رفتار سازگار از خود نشان می دهد و دارای دو مکانیسم پاندولی می باشد. در این رساله سعی شده است تا با شناخت کامل رفتار جداگر پاندولی اصطکاکی دوگانه پارامترهای اثرگذار بر عملکرد این جداگرها و پاسخ روسازه مشخص شوند و سپس با روش های بهینه یابی فرا ابتکاری، مقادیر بهینه این پارامترها به نحوی که تغییرشکل طبقه ای و جابه جایی سطح جداسازی حداقل باشند، تعیین شوند. در پایان کار روش های بهینه یابی از لحاظ سرعت همگرایی، کارایی و مقدار تابع هدف مقایسه می شوند. روش های بهینه یابی مورد استفاده در این رساله عبارت اند از: جستجوی هماهنگی، الگوریتم ترکیبی ازدحام ذرات و جستجوی هماهنگی که نوآوری این رساله می باشد.