مدلسازی میراگر TMD و Base isolation در Etabs

مدلسازی میراگر TMD و Base isolation در Etabs

 

فایل سازه فولادی میراگر جرمی تسلیم شونده TMD  و جداگر لرزه ای BASE Isolation در Etabs ایتبس

به همراه فایل آموزشی و گزارش کامل ( با فرمت Word و قابل ویرایش) از نحوه ی مدلسازی، تحلیل و نتایج حاصل شده با میراگر و بدون میراگر 

مدلسازی در نرم افزار Etabs انجام شده است و نتایج با آنالیز تایم هیستوری از رکورد زلزله ال سنترو گزارش شده است.

 

---

هزینه فایل: 800 هزار تومان

جهت خریداری فایل به شماره تماس [phone] در واتساپ پیام دهید.

 

---

 

 

سیستم های کنترل سازه (فعال، نیمه فعال و غیرفعال)

در: طراحی بر اساس عملکرد, مدلسازی میراگرها در Etabs

سیستم‌های کنترلی سازه، بسیار زیاد هستند. سیستم‌های کنترل سازه‌ای به سه دسته کلی Passive یا غیرفعال، Active یا فعال و Semi-Passive یا نیمه فعال تقسیم بندی می‌شوند. سیستم‌های فعال در حال حاضر چندان قابل اطمینان نیستند و نیاز به پیشرفت بیشتری در علم مهندسی و تکنولوژی ساخت هست. در این سیستم‌ها نیاز به یک منبع خارجی یا چند محرک است و این محرک‌ها (Actuators) نیروهایی را مطابق با حالات از پیش تعریف شده به سازه وارد می‌سازند. این نیروها ممکن است جهت اضافه‌ یا مستهلک نمودن انرژی سازه بکار روند‌‌. در یک سیستم کنترل فعال همواره جهت راه اندازی محرک‌های الکترومکانیکی یا الکتروهیدرولیکی سیستم، که باعث اعمال نیروهای کنترل به سازه می‌شوند، به یک منبع بزرگ انرژی نیاز است. نیروهای کنترل بر اساس بازخوردهای حاصل از سنسورهایی که با اندازه گیری پاسخ سازه و یا تحریک اعمال شده به آن بدست می‌آیند، ایجاد می‌شوند. از آنجایی که سیستم‌های کنترل فعال جهت عملکرد به یک منبع انرژی خارجی نیاز دارند، لذا لازم است که این منبع انرژی در زمان وقوع رویدادهای شدید بدون تغییر و آسیب باقی بماند تا یکپارچگی سازه و عملکرد آن تحت الشعاع قرار نگیرد‌. همچنین سیستم سازه بایستی به صورت مدام توسط کامپیوتری مانیتورنیگ شود.

در سیستم کنترل غیرفعال، سختی یا میرایی سازه به طور مقتضی و بدون نیاز به منبع انرژی خارجی جهت عملکرد و بارگذاری در سیستم تغییر می‌کند. در یک سیستم کنترل غیر فعال به منبع خارجی نیرو جهت عملکرد سیستم کنترل نیازی نیست. سیستم با استفاده از حرکت سازه، نیروهای کنترل را بوجود می‌آورد. نیروهای کنترل به صورت تابعی از پاسخ سازه در محل سیستم کنترل غیر فعال ایجاد می‌شوند‌. برای موثر بودن این سیستم کنترل، همواره نیاز به یک پیش بینی قابل اعتماد از بارهای طراحیو یک مدل عددی دقیق از سیستم فیزیکی است. سیستم‌هایی که در این طبقه‌بندی قرار می‌گیرند، سیستم‌های قابل اطمینانی هستند. ازاینرو سیستم‌های نسبتاً ساده‌ای هستند و در طول زمانِ زلزله رفتار متعارف و قابل پیش‌بینی را از خود بروز می‌دهند. آنها انرژی را با حرکات خودشان مستهلک می‌کنند و یا انرژی جنبشی را به گرما تبدیل می‌کنند. نظر به اینکه این وسایل نمی‌گذارند که انرژی به داخل سازه وارد شود، بنابراین سازه‌ها نیز دچار ناپایداری نخواهند شد. از جمله مزایای این وسایل این است که نیازی به تعمیر و نگهداری در طول عمرشان بسیار کم است.

میراگر اصطکاکی

میراگر ویسکوز

میراگر اصطکاکی

میراگرهای غیر فعال انرژی به عنوان یک سیستم کارا در برابر بارهای لرزه ای شناخته شده اند. در میان انواع میراگرهای غیر فعال میراگرهای فولادی به دلیل سهولت اجرا، اقتصادی بودن و در دسترس بودن امکانات ساخت از مقبولیت بیشتری برخوردار است. از طرفی این نوع میراگرها، عملکرد مناسبی در آزمایشگاه ها و زلزله های گذشته داشته اند.  این نوع میراگرها نسبت به سایر میراگرها اقتصادی تر هستند 

جاذب های غیر فعال انرژی، تکنولوژی جدید، پیشرفته و موثر در مهندسی سازه هستند که باعث بهبود عملکرد لرزه ای سازه می شوند. بهبود و منقوش کردن این ابزارها، سازه را به سوی فلسفه طراحی بر اساس اتلاف انرژی و کاهش نیاز لرزه ای با تکیه بر افزایش شکل پذیری و میرایی سوق می دهد. پایداری سازه ها تحت بارهای جانبی لرزه ای و قابلیت بهره برداری آنها و تعمیر یا تعویض برخی قطعات سازه پس از زلزله در مناطق شهری از مسائل مهمی است که با کنترل خسارت در برخی قطعات نطیر میراگرهای انرژی قابل حل است

علاوه بر عملکرد لرزه ای سیستم های مقاوم در برابر بارهای لرزه ای، صحت و سادگی روش اجرای آن، تضمین کننده عملکرد قابل انتظار سیستم خواهد بود. از طرفی ملاحظات اقتصادی، جنبه های معماری، سهولت تعمیر و تعویض برخی قطعات پس از زلزله از مسائل مهمی است که نباید دور از نظر قرار گیرند. هر چند میراگرهای غیر فعال فلزی نسبت به سایر میراگرهای متناطر اقتصادی تر بوده، اما همچنان جز در برخی سازه ها، مقرون به صرفه نبوده و اجرای آنها مهارت و امکانات خاصی را می طلبد. با توجه به امکانات موجود و دانش مهندسی ایران، طراحان و مجریان را با مشکل مواجه می کنند.

در میان میراگرها و جاذب های انرژی، میراگرهای فلزی از مقبولیت و کارایی بیشتری برخوردارند. عموما تسلیم میراگرهای فلزی مکانیزم اصلی جذب انرژی تحت بارهای لرزه ای است. اولین ایده استفاده از میراگرهای فلزی توسط کلی در سال ۱۹۷۲ شروع شد [۱]. همانطور که قبلا ذکر شد در میان میراگرهای انرژی، میراگرهای غیر فعال فلزی استفاده وسیع تری نسبت به سایر انواع را دارا هستند. در این میان میراگرهای غیر فعال فلزی با مکانیزم برشی، مزایای بهتری دارند. در ادبیات فنی اولین میراگر با مکانیزم برشی بر اساس تحقیقات گسترده بر روی قابهای با مهاربند واگرا (EBF) دهه ۱۹۷۰ شروع شد.

از جمله وسایل مقاوم که می‌توانند مورد

اشاره قرار گیرند عبارتند از:
بیس ایزولاتورها (Base Isolator)
میراگرهای جرمی Tuned Mass Dampers (TMD)
میراگرهای مایع Tuned Liquid Dampers (TLD)
میراگرهای فلزی جاری‌شونده Metallic Yield Dampers
میراگرهای مایع ویسکوز Viscous Fluid Dampers
میراگرهای اصطکاکی Friction Dampers
مثلا سیستم قاب مهاربندی شده همگرا، یک سیستم غیرفعال است که در آن اتلاف انرژی ورودی توسط جاری شدن مهاربندها در کشش و فشار تامین می‌شود و به نوعی سیستم میراگر جاری شونده است.

سیستم های کنترل سازه

سیستم‌های کنترلی سازه، بسیار زیاد هستند. سیستم‌های کنترل سازه‌ای به سه دسته کلی Passive یا غیرفعال، Active یا فعال و Semi-Passive یا نیمه فعال تقسیم بندی می‌شوند. سیستم‌های فعال در حال حاضر چندان قابل اطمینان نیستند و نیاز به پیشرفت بیشتری در علم مهندسی و تکنولوژی ساخت هست. در این سیستم‌ها نیاز به یک منبع خارجی یا چند محرک است و این محرک‌ها (Actuators) نیروهایی را مطابق با حالات از پیش تعریف شده به سازه وارد می‌سازند. این نیروها ممکن است جهت اضافه‌ یا مستهلک نمودن انرژی سازه بکار روند‌‌. در یک سیستم کنترل فعال همواره جهت راه اندازی محرک‌های الکترومکانیکی یا الکتروهیدرولیکی سیستم، که باعث اعمال نیروهای کنترل به سازه می‌شوند، به یک منبع بزرگ انرژی نیاز است. نیروهای کنترل بر اساس بازخوردهای حاصل از سنسورهایی که با اندازه گیری پاسخ سازه و یا تحریک اعمال شده به آن بدست می‌آیند، ایجاد می‌شوند. از آنجایی که سیستم‌های کنترل فعال جهت عملکرد به یک منبع انرژی خارجی نیاز دارند، لذا لازم است که این منبع انرژی در زمان وقوع رویدادهای شدید بدون تغییر و آسیب باقی بماند تا یکپارچگی سازه و عملکرد آن تحت الشعاع قرار نگیرد‌. همچنین سیستم سازه بایستی به صورت مدام توسط کامپیوتری مانیتورنیگ شود.
در سیستم کنترل غیرفعال، سختی یا میرایی سازه به طور مقتضی و بدون نیاز به منبع انرژی خارجی جهت عملکرد و بارگذاری در سیستم تغییر می‌کند. در یک سیستم کنترل غیر فعال به منبع خارجی نیرو جهت عملکرد سیستم کنترل نیازی نیست. سیستم با استفاده از حرکت سازه، نیروهای کنترل را بوجود می‌آورد. نیروهای کنترل به صورت تابعی از پاسخ سازه در محل سیستم کنترل غیر فعال ایجاد می‌شوند‌. برای موثر بودن این سیستم کنترل، همواره نیاز به یک پیش بینی قابل اعتماد از بارهای طراحی و یک مدل عددی دقیق از سیستم فیزیکی است. سیستم‌هایی که در این طبقه‌بندی قرار می‌گیرند، سیستم‌های قابل اطمینانی هستند. ازاینرو سیستم‌های نسبتاً ساده‌ای هستند و در طول زمانِ زلزله رفتار متعارف و قابل پیش‌بینی را از خود بروز می‌دهند. آنها انرژی را با حرکات خودشان مستهلک می‌کنند و یا انرژی جنبشی را به گرما تبدیل می‌کنند. نظر به اینکه این وسایل نمی‌گذارند که انرژی به داخل سازه وارد شود، بنابراین سازه‌ها نیز دچار ناپایداری نخواهند شد. از جمله مزایای این وسایل این است که نیازی به تعمیر و نگهداری در طول عمرشان بسیار کم است. از جمله وسایل مقاوم که می‌توانند مورد اشاره قرار گیرند عبارتند از:
بیس ایزولاتورها (Base Isolator)
میراگرهای جرمی Tuned Mass Dampers (TMD)
میراگرهای مایع Tuned Liquid Dampers (TLD)
میراگرهای فلزی جاری‌شونده Metallic Yield Dampers
میراگرهای مایع ویسکوز Viscous Fluid Dampers
میراگرهای اصطکاکی Friction Dampers
مثلا سیستم قاب مهاربندی شده همگرا، یک سیستم غیرفعال است که در آن اتلاف انرژی ورودی توسط جاری شدن مهاربندها در کشش و فشار تامین می‌شود و به نوعی سیستم میراگر جاری شونده است.
منبع: کانال دکترعلیرضایی

اسلاید های طراحی میراگر و جداساز لرزه ای

اسلاید های طراحی میراگر و جداساز لرزه ای
دکتر سروشیان
دانشگاه خواجه نصیر

جم فایل: 7.3 مگابایت
 
 

انواع میرایی

میرایی، یک ویژگی از متریال و سازه است که بر پاسخ دینامیک تاثیر می گذارد. نوع خاصی از میرایی وجود دارد که می توان به هر Load Case اختصاص داد
میرایی مودال Modal damping : این نوع میرایی برای طیف پاسخ و و تحلیل تاریخچه زمانی مودال استفاده می شود.
میرایی مودال مواد، که به عنوان میرایی مودال کامپوزیت  composite modal damping شناخته شده است، با توجه به المان ها و سختی مودال وزنی. برای هر ماده، تعریف می شود.
در ایتبس، کاربران می توانند نسبت میرایی مودال مواد ، r را تعیین میکنند که در آن 0 1 است، که مربوط به نسبت  میرایی هر مود است.
میرایی ویسکوز Viscous proportional damping
این میرایی در تحلیل تاریخچه زمانی که به شیوه ی انتگرال گیری مستقیم (direct-integration time-history analysis) درایتبس انجام می شود، قابل استفاده است. میرایی ویسکوز به جرم و سختی وابسته می باشد.
آرام سازی هیسترتیک، همچنین جرم و سختی متناسب، برای تجزیه و تحلیل چگالی حالت و حالت قدرت است.
دستگاه های لرزش نیز ممکن است به عنوان یک زیرسیستم ساختاری مدل سازی شوند، همانطور که در تدریس دمپر ترانسفورماتور تونر شرح داده شده است.

طراحی سازه با جداساز لرزه ای Base Isolation در SAP2000

دانلود فایل آموزش طراحی سازه با جداساز لرزه ای Base Isolation در SAP2000
Design base isolation [ Etabs-SAP.ir ]

 
مطلب مرتبط:
http://etabs-sap.ir/%d8%af%d8%a7%d9%86%d9%84%d9%88%d8%af-%d9%81%d8%a7%db%8c%d9%84-%d8%a2%d9%85%d9%88%d8%b2%d8%b4-%d8%b7%d8%b1%d8%a7%d8%ad%db%8c-%d8%ac%d8%af%d8%a7%d8%b3%d8%a7%d8%b2-%d9%84%d8%b1%d8%b2%d9%87-%d8%a7%db%8c-b/
 

نکاتی در مورد مودهای مختلط

• نکاتی در مورد مودهای مختلط
• در حالت اول، ماتریس های جرم و سختی معمولاً متقارن می باشند. در صورت وجود نیروهای ژیروسکوپی ناشی از دوران، یک ماتریس میرایی پادمتقارن پدیدار می گردد. در این حالت حتی اگر هیچ ماتریس میرایی ویسکوز و یا سازه ای وجود نداشته باشد، مساله مقدار ویژه منجر به شکل مودهایی مختلط خواهد شد.
• در حالت دوم، اگر میرایی غیرتناسبی باشد بردارهای ویژه سیستم، مختلط خواهند بود. اگر معادلات در فضای حالت نوشته شوند، مشاهده خواهد شد بردارهای ویژه بدست آمده که می توانند دو ماتریس سیستم را قطری نمایند، نمی توانند ماتریس میرایی را قطری نمایند.
• بر خلاف مودهای حقیقی، المان های شکل مود دارای زوایای فاز مختلفی بین 0 تا 180 درجه می باشند.
• این بدان معناست که نقاط واقع بر سازه، با وجود آنکه با فرکانس یکسانی ارتعاش می نمایند، بطور همزمان از موقعیت تعادل عبور نخواهند کرد. در نتیجه، نقاط گره ای سازه ثابت نخواهند بود. این نقاط با فرکانسی که توسط میزان مختلط بودن شکل مود تعیین می شود، حرکت می کنند.
• مشکل واقعی مودهای مختلط در آنالیز مودال بررسی و شبیه سازی آنها نمی باشد، بلکه مشکل در شناسایی آنها به کمک مفاهیم و تئوری استخراج داده های مودال است.
• در چنین حالتی معمولاً پاسخ های صحیح برای مقایسه وجود ندارند. در نتیجه ممکن است از یک سری اطلاعات FRF نتایج و تفسیرهای مختلفی حاصل شود.
• سوال اصلی این است که چگونه می توان از صحت مودهای مختلط حاصل، اطمینان یافت. عوامل مختلفی در آنالیز مودال وجود دارند که می توانند به استخراج مودهای مختلط محاسباتی منجر شوند. بعنوان مثال، اگر دو مود حقیقی نزدیک به هم به درستی و با دقت لازم تحلیل نشوند، ممکن است به دو مود مختلط تبدیل شوند. وجود انحراف در فاز ثابت های مودال نیز ممکن است به مودهای مختلط غیر واقعی منجر شود. وجود خواص غیرخطی نیز ممکن است باعث استخراج مودهای مختلط نادرست گردد.
• تعیین کمّی میزان مختلط بودن یک مود مختلط مشکل است اما به پارامتری برای این کار جهت تحلیل مودها نیاز است. روشن ترین معیار مختلط بودن یک شکل مود، مقدار زوایای فاز المان های آن است.
• هر چقدر این زوایا از 0 و 180 درجه دورتر باشند، بخش موهومی بزرگتری خواهند داشت. حداکثر این انحراف زاویه، 90 درجه می باشد. با این وجود، می بینیم که انحراف فاز تنها چیزی نیست که حائز اهمیت است. اگر تمام المان ها در یک مود دارای فاز 90 درجه باشند آن مود اصولاً مختلط نخواهد بود.
• بنابراین، می توانیم پارامتری را بعنوان معیاری برای مختلط بودن مودال تعریف کرده و آن را ضریب مختلط بودن(؟!) مودال بنامیم. این ضریب، معیاری کمّی از انحراف نرمال فاز شکل مود مختلط با محاسبه مقدار متوسط اختلاف فاز با فاز میانگین می باشد. درصد نسبت بین این مقدار با ماکزیمم انحراف 90 درجه بیانگر میزان مختلط بودن مودال می باشد.