ارائه فرمول هایی برای طراحی بهینه TMD با بهره گیری از روش برنامه ریزی ژنتیک و کاربرد آن در کنترل سازه های در معرض زلزله

سال انتشار: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 128

فایل این مقاله در 20 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

این مقاله در بخشهای موضوعی زیر دسته بندی شده است:

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JSEC-10-4_004

تاریخ نمایه سازی: 16 مرداد 1402

چکیده مقاله:

هدف از مقاله حاضر، ارائه فرمول های جدید برای تنظیم بهینه پارامترهای میراگر جرمی تنظیم شده (TMD) با بهره گیری از روش برنامه ریزی ژنتیک (GP) و باهدف کاربرد آن در کنترل سازه های در معرض زلزله است. برای این منظور، ابتدا مسئله تنظیم بهینه پارامترهای TMD در یک سازه اصلی تحت تحریک شتاب پایه از نوع اغتشاش سفید تبیین شده است. سپس پارامترهای بهینه TMD با استفاده از الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر آموزش و یادگیری (TLBO) و برای طیف وسیعی از نسبت های جرمی TMD و نسبت میرایی سازه تعیین گردیدند. پایگاه داده های حاصل برای استخراج فرمول هایی مبتنی بر روشGP مورد استفاده قرار گرفتند. کارایی فرمول-های پیشنهادی برای کاربردهای کنترل لرزه ای سازه ها با تنظیم بهینه پارامترهای TMD برای دو سازه ۱۰ و ۴۰ طبقه و مقایسه آن ها با نتایج به دست آمده از الگوریتم TLBO ارزیابی شد. پاسخ های لرزه ای سازه های موردمطالعه تحت تاثیر چهار زلزله معروف شامل زلزله ال سنترو، هاچینو، نورثریج و کوبه نشان داد که تنظیم بهینه پارامترهای TMD به کمک فرمول های پیشنهادی، ضمن حذف هزینه محاسباتی ناشی از به کارگیری الگوریتم های فرا اکتشافی، عملکرد مطلوبی را در کاهش جابجایی و شتاب مطلق طبقات فراهم می نمایند و با ارائه یک تنظیم بهینه ساده و سریع، می توانند برای کاربردهای کنترل لرزه ای سازه ها به کار آیند. TMD تنظیم شده به کمک TLBO، کاهشی در حدود ۰۳/۱۸ و ۷۲/۶ درصد را در بیشینه جابجایی و شتاب طبقات سازه ۱۰ طبقه به طور متوسط برای همه زلزله ها فراهم نموده، لیکن TMD تنظیم شده به کمک فرمول های پیشنهادی، به ترتیب سبب کاهش ۴۷/۱۸ و ۲۳/۱۱ درصد در پاسخ های مذکور شد. نتایج سازه ۴۰ طبقه نشان داد که این کاهش ها به ترتیب برابر ۴۶/۹ و ۹۸/۰ درصد برای TMD تنظیم شده به کمک TLBO بود، درحالی که کاهش ۵۸/۱۱ و ۱/۵ درصد برای TMD تنظیم شده به کمک فرمول های پیشنهادی در پاسخ بیشینه جابجایی و شتاب طبقات به دست آمد.

کلیدواژه ها:

کنترل لرزه ای سازه ها ، میراگرهای جرمی تنظیم شده ، طرح بهینه ، الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر آموزش و یادگیری ، روش برنامه ریزی ژنتیک ، فرمول های طراحی بهینه

نویسندگان

عباسعلی زمانی

استادیار، گروه مهندسی برق، دانشگاه فنی و حرفه ای، تهران، ایران

صادق اعتدالی

دانشیار، گروه مهندسی عمران،دانشکده مهندسی معدن، عمران و شیمی، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران.

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Alizadeh, H. and Hosseini Lavassani, S.H., (۲۰۲۲). The effect of ...
  • Khazaei, M., Vahdani, R. and Kheyroddin, A., (۲۰۲۱). Investigation the ...
  • Rahman Shokrgozar, H., Naeim, K. and Imani Kalasar, H., (۲۰۱۷). ...
  • Den Hartog, J.P., (۱۹۸۵). Mechanical vibrations. Courier Corporation ...
  • IOI, T. and IKEDA, K., (۱۹۷۸). On the dynamic vibration ...
  • Warburton, G.B. and Ayorinde, E.O., (۱۹۸۰). Optimum absorber parameters for ...
  • Ayorinde, E.O. and Warburton, G.B., (۱۹۸۰). Minimizing structural vibrations with ...
  • Bapat, V.A. and Kumaraswamy, H.V., (۱۹۷۹). Effect of primary system ...
  • Bapat, V.A. and Kumaraswamy, H.V., (۱۹۸۰). Optimizing The Untuned Viscous ...
  • Warburton, G.B., (۱۹۸۲). Optimum absorber parameters for various combinations of ...
  • Tsai, H.C. and Lin, G.C., (۱۹۹۳). Optimum tuned‐mass dampers for ...
  • Bakre, S.V. and Jangid, R.S., (۲۰۰۷). Optimum parameters of tuned ...
  • Leung, A.Y.T. and Zhang, H., (۲۰۰۹). Particle swarm optimization of ...
  • Salvi, J. and Rizzi, E., (۲۰۱۲). A numerical approach towards ...
  • Etedali, S. and Mollayi, N., (۲۰۱۸). Cuckoo search-based least squares ...
  • Keshtegar, B. and Etedali, S., (۲۰۱۸). Nonlinear mathematical modeling and ...
  • Etedali, S., Bijaem, Z.K., Mollayi, N. and Babaiyan, V., (۲۰۲۱). ...
  • Mohebbi, M., Shakeri, K., Ghanbarpour, Y. and Majzoub, H., (۲۰۱۳). ...
  • Etedali, S., Seifi, M. and Akbari, M., (۲۰۱۸). A numerical ...
  • Shahi, M., Sohrabi, M.R. and Etedali, S., (۲۰۱۸). Seismic control ...
  • Etedali, S., (۲۰۲۰). Ranking of design scenarios of TMD for ...
  • Farshidianfar, A. and Soheili, S., (۲۰۱۳). Ant colony optimization of ...
  • Etedali, S., (۲۰۱۷). A new modified independent modal space control ...
  • Etedali, S., Akbari, M. and Seifi, M., (۲۰۱۹). MOCS-based optimum ...
  • Etedali, S. and Rakhshani, H., (۲۰۱۸). Optimum design of tuned ...
  • Kaveh, A., Javadi, S.M. and Moghanni, R.M., (۲۰۲۰). Optimal structural ...
  • Etedali, S., Zamani, A.A. and Tavakoli, S., (۲۰۱۸). A GBMO-based ...
  • Hosseinaei, S., Ghasemi, M.R. and Etedali, S., (۲۰۲۱). Optimal design ...
  • Rao, R.V., Savsani, V.J. and Vakharia, D.P., (۲۰۱۱). Teaching–learning-based optimization: ...
  • Rao, R.V. and Patel, V., (۲۰۱۳). An improved teaching-learning-based optimization ...
  • Koza, J.R., (۱۹۹۴). Genetic programming as a means for programming ...
  • Zhang, F., Mei, Y., Nguyen, S. and Zhang, M., (۲۰۲۰). ...
  • Anđelić, N., Baressi Šegota, S., Lorencin, I., Mrzljak, V. and ...
  • The Math Works, Inc. (۲۰۱۶). MATLAB (Version ۲۰۱۶a) ...
  • Ramezani M., Zahrai S.M. (۲۰۱۶). Optimal Parameters of Tuned Mass ...
  • Hadi, M. N., and Arfiadi, Y. (۱۹۹۸). Optimum design of ...
  • نمایش کامل مراجع