بهینه‌سازی توزیع میراگرهای ویسکوالاستیک در قاب‌های خمشی فولادی با استفاده از مدل تعمیم‌یافته میرایی وابسته به فرکانس

چکیده

هینه‌سازی توزیع میراگرهای ویسکوالاستیک در قاب‌های خمشی فولادی، یکی از راهبردهای کلیدی برای ارتقای عملکرد لرزه‌ای و کاهش آسیب سازه در زلزله‌های شدید به شمار می‌رود. در این پژوهش چارچوبی جامع برای تعیین آرایش و تعداد بهینه میراگرهای ویسکوالاستیک ارائه شده است که بر پایه مدل تعمیم‌یافته میرایی وابسته به فرکانس توسعه یافته است. این مدل وابستگی رفتار ماده ویسکوالاستیک به فرکانس تحریک را در نظر می‌گیرد و در نتیجه پیش‌بینی دقیق‌تری از عملکرد میرایی در شرایط واقعی زلزله فراهم می‌کند. روش تحقیق بر ترکیب تحلیل‌های دینامیکی غیرخطی زمان‌تاریخ قاب‌های فولادی چندده‌طبقه و الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه با اهداف بیشینه‌سازی جذب انرژی و کمینه‌سازی تغییرمکان نسبی طبقات استوار است. برای دستیابی به چیدمان بهینه، از الگوریتم ژنتیک و مدل‌سازی پارامتریک در حالت‌های مختلف بارگذاری و ارتفاع سازه استفاده شده است. در این تحقیق اثر پارامترهای مکان استقرار میراگر، نسبت سختی، و ضریب میرایی وابسته به فرکانس بر پاسخ‌های کلی و موضعی سازه بررسی شده است. مقایسه بین مدل تعمیم‌یافته با مدل‌های کلاسیک مکسول و کلوین–فوگت نشان داد که مدل وابسته به فرکانس در بازنمایی رفتار هیسترزیس واقعی عملکرد بهتری دارد. داده‌های آزمایشگاهی به‌دست‌آمده از آزمایش‌های میز لرزه بزرگ‌مقیاس برای کالیبره‌سازی مدل تحلیلی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج بیانگر آن است که توزیع غیریکنواخت میراگرها، به‌ویژه تمرکز آن‌ها در یک‌سوم بالایی قاب، سبب افزایش جذب انرژی و کاهش تغییرمکان نسبی طبقات در زلزله‌های نزدیک گسل می‌شود. یافته‌های این پژوهش به توسعه مدل‌های میرایی پیشرفته و ارائه راهکارهای بهینه‌سازی عملی برای طراحی سازه‌های فولادی مقاوم در مناطق لرزه‌خیز کمک می‌کند. چارچوب پیشنهادی قابلیت تلفیق در دستورالعمل‌های طراحی لرزه‌ای مبتنی بر عملکرد را دارد و می‌تواند به افزایش ایمنی و تاب‌آوری سازه‌های فولادی کمک کند.