It is known that the effectiveness of tuned mass dampers (TMDs) decreases as the input duration shortens. As a result, their use is commonly discouraged against short-duration, pulse-like ground motions, such as those occurring in near-field (NF) zones in the presence of forward directivity or fling-step effects. Yet a systematic assessment of such control impairment is still missing. In this paper, a recent analytical model of ground motion pulses is applied to the design and evaluation of TMDs against impulsive earthquakes. Based on this model, first, a new optimization method is introduced as an alternative to the classical H∞H∞ approach. Then, the two strategies are tested on single- and multi- degrees-of-freedom linear structures subject both to analytical pulses and to a large set of NF records possessing pulse-like features. The resulting statistical evaluation, expressed by percentile response spectra, shows the pros and cons of a pulse-oriented TMD design and improves the general understanding of TMD performance under impulsive ground motions

چکیده­

واضح است که با کم شدن مدت دوام زمین لرزه، مؤثر بودن میراگر­های جرمی تنظیم شده (TMD) کاهش می‌یابد. عمومأ این میراگرها در زمین لرزه های پالسی با مدت دوام کم مانند زمین لرزه­های حوزه نزدیک که اثرات جهت پذیری پیش رونده و پرتابه­ای دارند، کاربرد ندارند. هنوز ارزیابی سیستماتیک نظیر کنترل اختلال برای این میراگرها انجام نشده است. در این مقاله مدل تحلیلی جدیدی از پالس­های حرکتی زمین به منظور طراحی و ارزیابی میراگرهای جرمی تنظیم شده TMD در برابر زمین لرزه­های پالس­دار ارائه شده است. بر اساس این مدل، ابتدا روش بهینه سازی جدیدی جایگزین روش کلاسیک H_∞ می­شود. سپس بر روی سازه های خطی یک درجه و چند درجه آزادی که در معرض دو پالس تحلیلی و مجموعه بزرگی از رکودهای حوزه نزدیک با ویژگی های پالس مانند قرار دارند، دو استراتژی مورد آزمایش قرار می­گیرد. نتیجه­ی حاصل از ارزیابی آماری به صورت طیف پاسخ صدک بیان می­شود که جوانب مثبت و منفی طراحی پالس محور میراگرهای جرمی تنظیم شده  را نشان می دهد و درک کلی عملکرد میراگر جرمی تنظیم شده تحت زمین لرزه پالس­دار  را بهبود می‌بخشد.

1-مقدمه

میراگراجرمی تنظیم شده غیر فعال (TMD) به طور گسترده در مهندسی عمران به منظور کاهش ارتعاشات ناشی از بارهای شبه ایستا (بادها، موج­های دریا، عابرپیاده) استفاده می­شود، اما عملکرد لرزه­ای آن­ها به مشخصات زمین لرزه بستگی دارد .میراگرهای جرمی تنظیم شده به دلیل اینکه برای به کار افتادن نیاز به یک حرکت اولیه دارند، برای زمین لرزه‌های باریک باند با مدت دوام طولانی مؤثر می­باشند ولی برای کاهش حداکثر پاسخ زمین لرزه های پالس‌دار کارایی ندارند. این نقص میراگر جرمی تنظیم شده در مطالعات علمی پیشین ذکر شده ا ست. کلینگر و اسلادک (1983)، نشان دادند که در زمین لرزه­های با مدت دوام کوتاه میراگرهای جرمی تنظیم شده فرصت کافی برای تولید میرایی لازم جهت کنترل حرکت را ندارند…