Ayarlı Kütle Sönümleyicili Ve Viskoz Sönümleyicili Yapılarda Karma Bir Pasif Kontrol Uygulaması

Abstract

Son yıllarda depreme dayanıklı yapı tasarımı konusunda geliştirilen pasif sistemlerin tek başlarına yapılarda, deprem ve rüzgâr enerjilerini sönümledikleri görülmüştür. Özellikle ayarlı kütle sönümleyicilerin (TMD) rüzgâr etkilerine karşı daha etkili oldukları, viskoz sönümleyicilerinde (VD) depremlerde iyi performans sergiledikleri bilinmektedir. Bu çalışma, bu iki farklı pasif sönümleyici sisteminin bir arada en uygun kullanımına odaklanmıştır. Hem ayarlı kütle sönümleyicilerin hem de viskoz sönümleyicilerin olduğu karma bir sistem amaçlanmıştır. Biri tepe de, diğeri bir ara katta olmak üzere iki tane ayarlı kütle sönümleyiciye ve katlarda viskoz sönümleyicilere sahip bir kayma çerçevesinde, optimum sönümleyici dağılımı araştırılmıştır. Optimizasyon probleminde ayarlı kütle sönümleyicilerin sönüm ve rijitlik katsayısı %3 TMD kütle oranı altında optimize edilmiştir. TMD parametrelerinin optimizasyonunda literatürde verilen ampirik denklemler kullanılmıştır. Çalışmada hedeflenen, katlar arası rölatif deplasman oranının izin verilebilir seviyede olmasıdır. Kullanılan optimizasyon algoritmasında katlar arası göreceli deplasmanlar belli seviyede tutulurken, bir hedef sönüm oranına da ulaşılmaktadır. Sonuç olarak bu karma pasif kontrol sistemi hem eklenen sönümleyici miktarını, hem de kat deplasman ve katlar arası rölatif deplasmanı azaltmaktadır.

In recent years, the passive systems developed for the structural design have been seen to have extinguished earthquake and wind energies by themselves. It is known that particularly tuned mass dampers (TMD) are more effective against wind effects, and perform well in viscous dampers (VD) in earthquakes. This study focuses on the optimal use of these two different passive damping systems together. A hybrid system with both a set mass damper and a set viscous damper is aimed. An optimal damper distribution was investigated in a shear frame with two set mass dampers, one at the top, the other at the intermediate storey, and viscous dampers at the floors. The damping and stiffness coefficients of the mass dampers set in the optimization problem are optimized under the 3% TMD mass ratio. In the optimization of TMD parameters, the empirical equations given in literature are used. The targeted rate of relative displacement between floors is the allowable level. In the optimization algorithm used, while the relative displacements between the floors are kept at a certain level, a target damping ratio is also reached. As a result, this mixed passive control system has been effective in reducing viscous damper quantity as well as effectively reducing displacements and inter-storey drifts.