میراگر جرمی تنظیم شونده (TMD)
میراگر جرمی تنظیم شونده (Tuned Mass Damper) یا به اختصار TMD یک سیستم موثر برای کاهش ارتعاشات سازهها در برابر نیروهای دینامیکی مانند باد و زلزله هستند. این میراگر شامل سیستم جرم، فنر و میراگر می‌باشد که در ارتفاعی از سازه برای جذب بخشی از انرژی ورودی به سازه قرار می‌گیرد. سیستم مجهز به میراگر جرمی را در شکل زیر مشاهده نمایید.
جرم میراگر به دلیل یک سری محدودیت‌های اجرایی معمولی کمتر از 5 درصد جرم سازه اصلی فرض می‌شود و نسبت فرکانس و نسبت میرایی آن در مطالعات معمولا به کمک روش‌های فراابتکاری بدست می‌آید. طرح‌های مختلف میراگر جرمی تنظیم شونده در شکل زیر نشان داده می‌شود.
الف) آونگ ساده ب) آونگ به همراه میراگر ج) آونگ معکوس د) میراگر دو جرمی ه) میراگر چند مرحله‌ای و) جرم لغزنده به همراه فنر و میراگر ز) جرم قرار گرفته روی تکیه‌گاه‌های دوار ح) جرم روی تکیه‌گاه‌های لاستیکی
این میراگرهای جرمی برای کاهش پاسخ یک مود موثر هستد. از این رو TMDها برای بار باد مناسب‌تر از بار زلزله می‌باشند. بهبود عملکرد این میراگرها در برابر بارهای لرزه‌ای هنوز یک موضوع تحقیقاتی فعال می‌باشد.
بزرگترین مشکل TMDها، عدم توانایی آنها در پوشش فرکانس‌های مختلف سازه و کنترل پاسخ چند مود می‌باشد. یکی از راهکار‌ها استفاده از چندین جرم که به میراگرهای جرمی چندگانه معروف هستند (MTMD).
سازه‌های مجهز به میراگر جرمی در سرتاسر دنیا
علی‌رغم مشکلات موجود، از این میراگر در سرتاسر دنیا برای کاهش ارتعاشات سازهها استفاده کردند. در ادامه به تعدادی از آنها اشاره می‌شود.
- برج تایپه 101 – تایوان
برج تایپه 101 یکی از معروف‌ترین سازه‌هایی است که از یک مـیراگر جرمی تنظیم شونده عظیم استفاده می‌کند. این برچ 508 متری که در تایوان واقع شده است، دارای یک TMD با جرم 660 تن است که در طبقات بالایی نصب شده تا نوسانات ناشی از باد و زلزله را کاهش دهد.
- مرکز تجارت جهانی شانگهای (Shanghai World Financial Center) – چین
این برج 492 متری در شانگهای دارای یک سیستم میراگر جرمـی تنظیم شونده است که برای کاهش ارتعاشات ناشی از باد و سایر نیروهای دینامیکی استفاده می‌شود. سیستم TMD در این ساختمان برای افزایش ایمنی و راحتی ساکنان در طبقات بالایی طراحی شده است.
برج نیویورک تایمز (New York Times Building) – ایالات متحده
این ساختمان در نیویورک با ارتفاع 319 متر دارای میراگر جرمی تنظیم شونده است. در این برج، TMD با هدف کاهش اثرات ارتعاشات باد و ایجاد پایداری بیشتر در سازه به کار گرفته شده است.
- برج خلیفه (Burj Khalifa) – امارات متحده عربی
برج خلیفه، بلندترین ساختمان جهان، از سیستم‌های متعددی برای کنترل ارتعاشات و ارتقا پایداری بهره می‌برد. یکی از سیستم‌ها میراگر جرمـی تنظیم شونده است که در طبقات بالایی برج نصب شده است تا نوسانات ناشی از باد شدید را کاهش دهد.
- برج نورد لوید (NORD/LB Tower) – آلمان
این ساختمان 100 متری که دفتر مرکزی بانک Norddeutsche Landesbank در هانوفر است، دارای یک سیستم TMD است که برای کاهش ارتعاشات ناشی از بادهای قوی و ایجاد پایداری بیشتر در سازه استفاده می‌شود.
جمع بندی
میراگـرهای جرمی تنظیم شونده نقش مهمی در کاهش پاسخ لرزه‌ای سازهها و افزایش ایمنی در مهندسی زلزله دارند. با توجه به مزایای متعدد آنها، استفاده از TMDها یک راهکار موثر برای کاهش ارتعاشات و تامین ایمنی ساکنین می‌باشد.
آیا این نوشته برایتان مفید بود؟
