دانلود پایان نامه بررسی اثرات استفاده از میراگر مایع هماهنگ شده در کاهش پاسخ لرزه ای

از اوائل دهه اخیر، سیستم کنترل غیرفعال جدیدی در زمینه کاهش ارتعاشات سازه ها مطرح شده که میراگر مایع هماهنگ شده (Tuned Liquid Damper) یا اختصاراًTLD نامیده می شود. اساس کار آن بر مبنای استهلاک انرژی وارده به سازه (ناشی از باد، زلزله و ...) توسط تلاطم مایع کم عمقی در درون یک یا چند مخزن است که در بالای سازه نصب می گردد. عمق و لزجت مایع و همچنین ابعاد و تعداد تانکها به منظور رسیدن به درصد استهلاک بهینه بطرز مناسبی انتخاب می شود بنحوی که جرم مایع در حد 1 تا 2 درصد جرم مود اول سازه باشد.از جمله مزایای استفاده از TLD، هزینه اندک ساخت، نصب، بهره برداری و تعمیرات، موثر بودن در کنترل ارتعاشات حتی با دامنه کم و قابلیت کنترل ارتعاشات سازه در جهات مختلف را میتوان نام برد.در پایان نامه، ابتدا انواع روشهای کنترل ارتعاش در سازه ها به اختصار بیان شده و مروری اجمالی بر تحقیقات انجام گرفته در زمینه TLD صورت گرفته است.

 

بررسی اثرات استفاده از میراگر مایع هماهنگ شده در کاهش پاسخ لرزه ای سازه ای چند درجه آزادیسپس معادلات اساسی حاکم بر حرکت تلاطمی مایع درون تانک مستطیلی تحت تحریک افقی استخراج شده و انواع میرائی ناشی از تلاطم مایع مورد بررسی قرار گرفته است. نیروی اندرکنش بین TLD و سازه، یعنی برش پایه TLD، ناشی از اختلاف فشار مایع بر دیواره های انتهائی تانک بوده که فشار بصورت هیدرودینامیکی محاسبه شده است. همچنین فرکانس طبیعی تلاطم برای تحریک دلخواه مثل زلزله بصورت لحظه ای محاسبه می گردد. مدل عددی برای احتساب پدیده شکست موج در دامنه های تحریک بزرگ اصلاح شده و این اثر نیز لحاظ شده است.حرکت تلاطمی مایع و اندرکنشTLD با سازه بوسیله یک برنامه کامپیوتری توسط نگارنده شبیه سازی شده است به اینصورت که معادلات اساسی تلاطم مایع که معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی کوپله می باشند، به تعدادی معادلات دیفرانسیل معمولی گسسته سازی شده و با معادلات اندرکنش TLD و سازه تلفیق می شوند. سپس دستگاه معادلات توام حاصله بصورت عددی و به روش رانگ- کوتا- گیل در هر گام زمانی حل شده و رقوم و سرعت افقی ذره در سطح آزاد مایع و همچنین پاسخ جابجائی سازه در هر لحظه تحت تحریک دلخواه تعیین می گردد. از مقایسه پاسخ جابجائی سازه در حالات با و بدون TLD، میزان تاثیر استفاده از TLD مشخص می گردد. نتایج حاصله از این پایان نامه با نتایج مدلهای پیشنهادی در مراجع مختلف مقایسه شده است و مطالعات پارامتریک بر روی پارامترهائی مثل لزجت مایع، طول تانک، زبری کف تانک، نسبت جرم مایع به جرم سازه و اندازه ابعاد TLD عنوان شده و در نهایت جمع بندی و نتیجه گیری صورت گرفته است.