افزودن بهینه المان اینرتر به میراگرهای جرمی تنظیم شده به منظور کنترل لرزه ای سازه های فولادی به وسیله الگوریتم ازدحام ذرات

در سازه های فولادی بلندمرتبه با سیستم باربر جانبی قاب خمشی، تنظیم سختی سازه به منظور کنترل تغییر مکان های جانبی، همواره امری چالش برانگیز و کنترل کننده طرح است. میراگرهای جرمی متداول ترکیبی از جرم، فنر و کمک فنر هستند. این میراگر­ها بر روی یک محدوده فرکانسی خاص تنظیم می­ شوند؛ زمانی که سازه تحت تحریک خارجی در محدوده فرکانسی مورد نظر قرار گیرد، این میراگرها با ایجاد یک نیرو در خلاف جهت حرکت سازه باعث کاهش پاسخ­های سازه می ­شوند. مهم­ ترین محدودیت این میراگرها، تامین نسبت جرمی کافی به منظور کنترل بهینه سازه است. المان اینرتر، یک المان با دو پایانه است که می ­تواند نیرویی متناسب با اختلاف شتاب ایجادشده در دو پایانه­ اش تولید کند. از ویژگی ­های متمایز­ کننده این المان نسبت به سایر ابزار­های کنترل سازه، می­ توان به امکان تغییر در ماتریس جرم سازه اشاره کرد. افزودن المان اینرتر به میراگر­های جرمی متداول به ­صورت قابل توجهی باعث افزایش راندمان این میراگر­ها شده و محدودیت این میراگرها برای تامین نسبت جرمی مناسب را به خوبی برطرف می ­کند. به عنوان مثال می توان گفت اضافه کردن المان اینرتر با ۰/۲=β  به میراگرجرمی تنظیم شده با ۰/۰۳=μ، راندمان این میراگر را برای سیستم های یک درجه آزادی، ۵۷ درصد افزایش می دهد. در این پژوهش بهینه سازی پارامتر­های ترکیب المان اینرتر با میراگرهای جرمی متداول با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ذرات و با قابلیت تعمیم به تمامی سازه­ ها انجام می­ شود.

کلیدواژه ها:

Steel structures ، Passive Control of Structures ، Tuned Mass Damper ، Inerter ، PSO Algorithm ، سازه های فولادی ، کنترل غیرفعال سازه ها ، میراگر جرمی تنظیم شده ، المان اینرتر ، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات