بهینه سازی چند هدفه توزیع مستهلک کننده های اصطکاکی در ساختمان های مقاوم لرزه ای با استفاده از الگوریتم ژنتیک

در روش های مرسوم طراحی سازه ها در برابر زلزله، میرایی در سازه توسط مکانیزم غیرخطی در اتصالات تیر-ستون به وجود می آید. در سال های اخیر استفاده از ابزارهایجاذب انرژی به منظور کنترل ارتعاشات لرزه ای و حفاظت اعضای سازه ای پیشنهاد شده است.در این راستا استفاده از میراگرهای اصطکاکی پیشنهاد شده توسط پال یکی از ابزارهای مناسب جهت کنترل ارتعاشات لرزه ای می باشد. در این تحقیق یکی از هدف های مطالعه، بهینه یابی نیروی لغزش میراگرهای اصطکاکی به منظور کاهش پاسخ های سازه ای تحت اثر زلزله های گوناگون، با استفاده از الگوریتم ژنتیک با چیدمان غیرمغلوب (nsga??)می باشد. بدین منظور قاب های دو بعدی 5 طبقه خمشی و برشی و قاب 10 طبقه برشی در نظر گرفته شده و با حل معادله حرکت سازه با استفاده از روش نیومارک، پاسخ های سازه در حالت های کنترل نشده و کنترل شده توسط میراگرهای اصطکاکی بدست می آید. سپس مقدار بهینه بار لغزش میراگرها با توزیع یکنواخت و متغیر در ارتفاع سازه توسط الگوریتم nsga?? و کمینه سازی همزمان سه تابع هدف مختلف تعیین می شود. نتایج بدست آمده از هر دو حالت توزیع نشان می دهد که توزیع بهینه و متغیر بار لغزش میراگرها سبب عملکرد بهتر آنها در کاهش پاسخ های لرزه ای شده است. با انتخاب بار لغزش میراگرهای قاب 5 طبقه خمشی به عنوان پارامتر غیرقطعی، کنترل پایدار این قاب تحت یک زلزله مورد ارزیابی قرار می گیرد. بدین جهت نیروی لغزش بهینه میراگرها با اعمال 20% نامعلومی و کمینه سازی توابع میانگین و واریانس جابجایی و شتاب ماکزیمم بام با استفاده از الگوریتم nsga?? تعیین می شود. سپس با اعمال نامعلومی به مقادیر بهینه بار لغزش حاصل از تحلیل قطعی و غیرقطعی و مقایسه میانگین و واریانس پاسخ های 500 نمونه مشاهده می شود که واریانس جابجایی و شتاب حاصل از تحلیل احتمالاتی کوچکتر بوده که بیانگر پایداری سیستم کنترل شده می باشد. علاوه بر مطالعات فوق، هدف دیگر این مطالعه بهینه یابی مکانی میراگرهای اصطکاکی در یک ساختمان سه بعدی 10 طبقه فولادی مورد بررسی قرار می گیرد و تعداد و چیدمان بهینه میراگرها در سازه با استفاده از بهینه سازی چند هدفه تعیین می شود. با اعمال چیدمان بهینه میراگرها و تعیین پاسخ های سازه در این حالت و مقایسه آن با حالتی که میراگرها به صورت یکنواخت در تمام محل های در نظر گرفته شده توزیع می شوند، می توان دریافت که با چیدمان بهینه میراگرها و کاهش 25 درصدی در تعداد آنها می توان به پاسخ های مشابه با پاسخ های حاصل از چیدمان یکنواخت دست یافت. همچنین نتایج بدست آمده از این تحقیق حاکی از آن است که میراگرهای اصطکاکی تاثیر قابل ملاحظه ای در کاهش پاسخ های سازه در برابر زلزله دارند.