ارزیابی عملکرد لرزه ای و بهینه سازی قاب های فولادی مجهز به میراگر ویسکوز بر مبنای طراحی مستقیم مبتنی بر تغییرمکان

روش های متعارف طراحی لرزه ای عمدتا بر تامین مقاومت سازه در برابر نیروهای ناشی از زلزله استوار هستند در حالی که کنترل مستقیم تغییر شکل و دستیابی به سطح عملکرد، هدف نقش تعیین کننده ای در ارزیابی خسارت لرزه ای دارد. در این پژوهش، یک چارچوب یکپارچه قاب های فولادی مجهز به میراگرهای ویسکوز ارائه و عملکرد آن با روش متداول (DDBD) برای طراحی مستقیم مبتنی بر تغییرمکان بدون میراگر مقایسه شده است. در چارچوب، پیشنهادی سهم میرایی ویسکوز میراگرها و DDBD و روش (FBD) طراحی مبتنی بر نیرو میرایی هیستر تیک معادل سازه به صورت همزمان در فرآیند طراحی لحاظ شده و یک ضریب اصلاح ۰.۷۵ برای تبدیل موثر میرایی ویسکوز به میرایی هیسترتیک معادل در چارچوب پژوهش در نظر گرفته شده است. همچنین فرآیند بهینه سازی چندهدفه با استفاده از NSGA-III برای انتخاب هم زمان پارامترهای سازه و میراگرها به کار گرفته شده است. مطالعه موردی بر روی یک قاب فولادی هشت طبقه انجام شده و تحلیل های پوش آور، تاریخچه زمانی غیرخطی و تحلیل دینامیکی افزایشی برای ارزیابی عملکرد استفاده شده اند. نتایج نشان داد که سازه بهینه شده نسبت به سازه مرجع حدود ۳۹ درصد کاهش در حداکثر دریفت بین طبقه ای، ۲۵ درصد کاهش در برش پایه و ۴۶ درصد کاهش در شاخص آسیب پذیری دارد. همچنین سطح شتاب متناظر با رسیدن به حد ایمنی جانی حدود ۷۱ درصد افزایش یافت و هزینه اولیه طرح بهینه شده حدود ۹.۵ درصد کمتر گزارش شد. این نتایج نشان می دهد که تلفیق میراگرهای ویسکوز و بهینه سازی چندهدفه می تواند راهکاری موثر برای کنترل تغییر شکل و بهبود عملکرد لرزه ای قاب های فولادی باشد.

کلیدواژه ها:

طراحی مستقیم مبتنی بر تغییر مکان ، قاب فولادی ، میراگر ویسکوز ، طراحی مبتنی بر عملکرد ، بهینه سازی چندهدفه ، تحلیل غیرخطی ، NSGA-III ، DDBD