مدل‌سازی عددی کاربرد میراگر مایع تنظیم شده در برج های فرودگاهی با در نظر گرفتن اندرکنش بین سازه و میراگر

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده عمران، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 استاد، دانشکده عمران، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

 برای کاهش ارتعاشات سازه‌ها در سال‌های اخیر میراگرهای مایع تنظیم شده بطور وسیع استفاده گردیده است. هدف از این تحقیق بررسی عددی تاثیر میراگرهای مایع تنظیم شده در کاهش ارتعاش برج‌های فرودگاهی است. این سازه‌ها جزو اولین سازه‌هایی می‌باشند که میراگرهای مایع در آن‌ها استفاده شده است. برای مطالعه نحوه تاثیر میراگر بر روی سازه، برج فرودگاهی که ،خود با یک سازه‌ی یک درجه آزادی ساده معادل شده است، به تنهایی و با حضور پنج نوع میراگر مختلف تحت تحریک ناشی از هفت زلزله شاخص مورد بررسی قرار گرفت. تفاوت این میراگرها در اندازه مخزن و میزان آب درون آن بود. جریان آب درون میراگرها با استفاده از معادلات جریان کم‌عمق مدل گردید. نتایج حاصل نشان داد، تمام میراگرهای متصل شده باعث کاهش نوسانات برج فرودگاهی گردیده است، هم‌چنین برای جرم مساوی آب برای میراگرهای مختلف، با افزایش ابعاد مخزن و در عوض کم کردن تعداد TLDها میزان کاهش ارتعاش جانبی بیشتر می‌شود. کاهش تغییرمکان حداکثر با استفاده از این میراگرها با توجه به نوع میراگر مورد استفاده از 5 تا 54 درصد میزان اولیه است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical Modeling of Using Tuned Liquid Damper in Airport Towers Considering TLD-Structures Interaction

نویسندگان [English]

  • Sajjad Rezaie 1
  • Seyed Mehdi Zahrai 2
1 PhD Candidate, School of Civil Engineering, the University Of Tehran, Tehran Iran
2 Professor, School of Civil Engineering, University Of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

In order to reduce vibration of structures, Tuned Liquid Dampers (TLDs) have been used widely in recent years. The main purpose of this research is to numerically study the application of TLDs in vibration reduction of airport towers. These structures are among the first systems to which TLDs have been applied. To understand the impact of the damper used in airport tower structure, a simple degree of freedom structure was modeled in Fortran software program with finite element method. This structure was analyzed both without using control devices and implementing five different dampers under three dominant seismic records: the El Centro, Kobe and Tabas earthquakes. The dampers varied in the size of the container and the amount of the water inside. The flow in the container was modeled with shallow water equations. The results show that all TLDs reduce the vibration of structure. Also, for the equal mass of water for different dampers, increasing the size of the tank and in turn reducing the number of TLDs, result in increasing vibration mitigation. The maximum drift of the structure according to the damper type was decreased from 5 to 54 percent of the original amount due to uncontrolled case.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Seismic control
  • vibration
  • airport tower
  • tuned liquid damper
  • Water-structure interaction
رضائی, سجاد (1393) "مدلسازی اندرکنش بین سازه و میراگر مایع تنظیم شده"، پایان نامه ارشد، دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکده فنی، دانشگاه تهران.
-Banerji, P., Murudi, M., Shah, A.H.and Popplewell, N (2000) “Tuned liquid dampers for controlling earthquake response of structures”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 29, pp. 587-602
- Casalooti, A., Arena, A. and Lacarbonara, W. (2014) “Mitigation of post-flutter oscillations in suspension bridges by hysteretic tuned mass dampers”, Engineering Structures, Vol. 69, pp. 62-71
- Di Matteo, A., Lo Lacono, F., Navarra. G. and Pirrotta. A. (2015) ”Innovative modeling of Tuned Liquid Column Damper motion”, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, Vol. 23, Issues 1–3, pp. 229–244
-Kanok-Nukulchai , W. and Tam, T. (1999) “Structure-fluid interaction model of tuned liquid dampers”, International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol. 46, pp. 1541-1588
-Leveque, R. J. (2004) “Finite-volume method for hyperbolic problems”, Cambridge, Cambridge University Press.
-Li, Z. X., Chen, Y. and Shi, Y. D. (2016) “Seismic damage control of nonlinear continuous reinforced concrete bridges under extreme earthquakes using MR dampers, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 88, pp. 386-398
-Love, J. S. and Tait, M. J. (2012) “A preliminary design method for tuned liquid dampers conforming to space restrictions”, Engineering Structures, Vol. 40, pp. 187-197
-Luu, M, Martinez-Rodrigo, M. D., Zabel, V. and Konke, C. (2014) ”Semi-active magnetorheological dampers for reducing response of high-speed railway bridges”, Control Engineering Practice, Vol. 32, pp. 147–160
-Soong, T. T. and Constantinouo, M., C. (1994) “Passive and active structural