کنترل ارتعاشات ناشی از باد برج‎های تلویزیونی بلند با به‎کارگیری بخشی از سازه اصلی به عنوان زیرسازه جاذب ارتعاش

در این مطالعه، روش جدیدی برای کنترل پاسخ برج‎های تلویزیونی بلند در مقابل نیروهای دینامیکی باد پیشنهاد گردید. مطابق ایده پیشنهادی، بخشی از سازه اصلی برج از آن جدا گردید و به عنوان زیرسازه جاذب ارتعاش دینامیکی در نظر گرفته شد. جهت ارزیابی روش پیشنهادی، برج 310 متری نانجینگ در کشور چین که دارای دو سکوی تماشا در ارتفاع‎های 180 و 240 متری می‎باشد، مورد مطالعه قرار گرفت. پاسخ سازه برای سه حالت کنترل نشده، کنترل شده با میراگر جرمی تنظیم شونده یا TMD، و کنترل شده توسط یک زیرسازه‎ی جدا شده از سازه اصلی در محل سکوی تماشای فوقانی، مورد تحلیل قرار گرفت. سازه برج به‎صورت تیر طره‎ای قائم چند درجه آزادی در نظر گرفته شد و زیرسازه جاذب ارتعاش به‎صورت جرم متمرکز توسط سیستم موازی سختی و میرایی به سکوی فوقانی متصل گردید. کلیه مراحل تحلیل حوزه فرکانس، بهینه‎سازی سیستم، شبیه‎سازی تاریخچه زمانی سرعت باد و تحلیل حوزه زمان، از طریق برنامه‎نویسی در محیط نرم‎افزار متلب انجام گردید. نتایج نشان می‎دهد روش پیشنهادی نسبت به سیستم TMD دارای قابلیت بیشتری در کنترل ارتعاشات سازه دارد، این سیستم به طور موثری پاسخ شتاب سازه را کاهش می‎دهد و نقش مهمی در تامین آسایش ساکنین در شرایط بحرانی نیروهای دینامیکی باد ایفا می‎کند. همچنین با توجه به اینکه در روش پیشنهادی، بخشی از جرم سازه اصلی به عنوان جاذب ارتعاش عمل می‎نماید، محدودیت‎های به‎کارگیری سیستم TMD شامل نیاز به اختصاص بخش با ارزشی از فضای برج به جادادن یک جرم اضافی سنگین و فضای لازم برای ارتعاش آن، مرتفع می‎گردد.

Keywords:

پاسخ دینامیکی در برابر باد , کنترل پاسخ , جاذب ارتعاش دینامیکی , تحلیل حوزه فرکانس , سیستم خودکنترل