نام پژوهشگر: نازنین سادات صالحی
نازنین سادات صالحی محسن شهروزی
بهدلیل ضرورت حفظ کاربری پلهای موجود در زمره شریانهای حیاتی، بهسازی لرزه ای آنها معمولا با اضافه کردن تجهیزات کنترلی انجام میشود. با توجه به نیاز ساخت پلهای جدید و استفاده از پلهای ساخته شده که بتوانند راحتی و ایمنی را در مقابل زلزله تامین کنند، استفاده از یکی از این سیستمهای کنترلی برای کاهش ارتعاشات پلها، یکی از کارآمدترین روشها برای کاهش پاسخ سازه و بالابردن ایمنی سازه و قابلیت استفاده از آن است. میراگرهای جرمی تنظیمشونده نوع متداولی از این تجهیزات هستند که با تغییر شکل مودهای ارتعاشی سیستم میتوانند به کاهش پاسخهای دینامیکی پل منجر شوند. نکتهی قابل توجه این است که این نوع میراگر بیشتر در مقابل باد کارایی داشته و در استفاده از آن در مقابل تحریکات لرزهای با وجود موفقیتهای به دست آمده در مطالعات موردی هنوز محققین به توافق واحدی نرسیدهاند و این مساله همچنان نیازمند مطالعه و تحقیق است. در پایاننامه ی حاضر کارایی این نوع میراگر در کاهش ارتعاشات قائم پل تحت اثر شتابنگاشت های قائم زلزله بررسی میشود. برای طرح ویژگیهای دینامیکی این تجهیزات مساله را در قالب بهینهیابی فرمولبندی نموده و با روشهای فراابتکاری الگوریتمهای ژنتیک، جست و جوی ذرهی باردار، جست و جوی ذرهی باردار اصلاح شده و الگوریتم خفاش به حل آن میپردازد. از آنجا که سیستم حاصل شامل میرایی غیرکلاسیک میباشد برای تحلیل آن کاربرد روشهای گام به گام عددی الزامی بوده و برنامه نویسی شده ، که برای این منظور از نرم افزار matlab استفاده شدهاست. تحلیل برای چند مدل ساده شده از پلهای پیشساخته انجام گرفتهاست. در فصل اول مطالعهی مختصری از تاریخچه ارتعاشات ارائه شدهاست. فصل دوم به تاریخچهی میراگرهای جرمی و معادلات مربوطه و نیز کاربرد آن در کنترل ارتعاشات پلها پرداخته میشود. در فصل سوم مسالهی بهینهسازی و روشهای بهینهسازی مختلف به کار برده شده در این مطالعه که عبارتند از الگوریتمهای ژنتیک، جست و جوی ذرهی باردار، جست و جوی ذرهی باردار اصلاح شده و الگوریتم خفاش، بیان میشود. فصل چهارم به معرفی زلزلههای انتخابی و مدلهای به کار رفته، نحوه ی مدلسازی و فرمولبندی مساله اختصاص دارد. در فصل پنجم نتایج به دست آمده از الگوریتمهای بهینهسازی و تحلیلهای تاریخچه زمانی شتابنگاشتهای قائم زلزلهها ارائه میشود. کارایی الگوریتمهای بهینهسازی در حل این مساله بررسی و همچنین مقایسهی کارایی میراگرهای چندگانه در مقابل میراگر تک انجام میشود. کاربرد این نوع میراگر در مدلهای پل با پریودهای غالب متنوع بررسی شده و به مطالعهی عملکرد آن برای مدلهای با میراییهای ذاتی متنوع پرداخته میشود. همچنین برای بررسی دقیق تر تحلیل در مورد کاربرد میراگر جرمی روی مدل های تیر، تحلیل های چندتکیه گاهی با شتابنگاشت های غیریکنواخت انجام می شود. نتایج به دست آمده در تحلیلها نشان میدهد به کارگیری میراگر چندگانه نسبت به میراگر تک در کنترل پاسخ مودهای بالاتر نوسان، برتری دارد. اگرچه پارامتر نسبت جرمی با افزایش کارایی میراگر نسبت مستقیم دارد، در مدلهای تیر چینش و تعداد میراگرها روی تیر در بهبود عملکرد آن تاثیر قابل اهمیتی دارد. به طوری که استفاده از یک و دو میراگر جرمی تغییرمکان قائم تیر را از 8 درصد تا 48 درصد کاهش می دهد. همچنین با افزایش پریود غالب مدلها کارایی میراگرها بهبود می یابد و نیز هرچه میرایی ذاتی سازه افزایش یابد، کارایی میراگر کاهش می یابد.