(ترجمه و گردآوری توسط تیم تحقیق و توسعه شرکت بهساز اندیشان تهران)
میراگرها دارای انواع مختلفی می باشند. از انواع غیر فعال آن به میراگرهای اصطکاکی، ویسکوز، تسلیم شونده، میراگرهای جرمی، MR دمپرها، میراگرهای آلیاژی SMA و انواع دیگر کمتر شناخته شده آنها می توان اشاره کرد.
از این میان میراگرهای ویسکوز و اصطکاکی بیشترین میزان مصرف را دارند. میراگرهای تسلیم شونده به علت نقاط ضعف ذاتی و نیاز به تعویض پس از زلزله های قوی دیگر چندان مورد اقبال نبوده و میراگرهای دیگر از جمله میراگرهای نیمه فعال و فعال چندان عملی نبوده و به علل مختلف هنوز مورد استفاده و کاربرد عملی قرار نگرفته اند.
میراگرهای جرمی (Tuned Mass Damper) TMD نیز دارای کاربردهای خاص برای کنترل ارتعاشات و کنترل جابجایی ناشی از باد در سازه های بلند می باشند. هر چند در مورد زلزله نیز علیرغم مشکلات و محدودیت ها در سازه های بسیار بلند قابل استفاده می باشند.
بکارگیری سیستمهای اتلاف انرژی برای کاهش نیروهای وارده و کنترل تغییر شکلهای ساختمان، یکی از راهکارهای کاهش نیاز سازه و ارتقای عملکرد به بالاتر از محدوده آئین نامه میباشد.
در ساختمانهایی که دارای مقاومت و یا سختی جانبی کافی نیستند، با تعبیه تجهیزات خاص جاذب انرژی در سازه (میراگر) میتوان تغییر شکلهای ساختمان را محدود ساخت. میراگرها با روشهای مختلف از جمله ایجاد اصطکاک، بخشی از انرژی وارد شده به سازه را جذب و مستهلک میکنند و به این ترتیب تغییرشکلهای سازه محدود میشود.
در شکلهای زیر تاثیر استفاده از میراگرها روی طیف ظرفیت و منحنی های نیاز سازه نمونه نشان داده شده است. شکل 1 نشان دهنده تاثیر میرایی موثر بر کاهش طیف نیاز طراحی (Design Demand Spectrum) میباشد.
شکل 1- تاثیر میرایی موثر بر کاهش طیف نیاز طراحی (Design Demand Spectrum)
شکل 2 نشان دهنده تاثیر استفاده از میراگر بر منحنی ظرفیت سازه (Capacity Curve) میباشد. در این شکل منحنی A-B-C-D بیانگر منحنی طیف ظرفیت برای سازه اولیه (بدون تجهیزات میراگر) میباشد. نقطه عملکردی در سازه بهسازی نشده در جابه جایی طیفی برابر 12/5 سانتیمتر اتفاق میفتد.
منحنی ’A’-B’-C’-D’-E بیانگر منحنی طیف ظرفیت سازه بعد از نصب سیستمهای میراگر میباشد. در سازه تجهیز شده به میراگر، هم سختی اضافه شده است (کاهش زمان تناوب اصلی سازه از 1/5 ثانیه به 0/75 ثانیه) و هم افزایش مقاومت مشاهده میشود. از نتایج تاثیر استفاده از میراگر در این سازه میتوان به جابجایی نقطه عملکرد سازه به کمتر از 7/5 سانتیمتر و در نتیجه دستیابی سازه به سطح عملکرد بهتر اشاره کرد.
شکل 2- تاثیر استفاده از میراگر بر منحنی ظرفیت سازه
استفاده از میراگرها در سازه های بلند بسیار موثر بوده و باعث کاهش پاسخ سازه و بهبود عملکرد لرزه ای آنها میگردند. در سازه های بلند مسئله کنترل دریفت سازه، مشکل اصلی طراحی است که برخی از انواع میراگرها (مانند میراگرهای اصطکاکی دورانی) با افزایش میرایی و سختی معادل سازه باعث کاهش جابه جایی و بهبود عملکرد و حتی اقتصادی تر شدن سازه میگردند. از این رو استفاده از میراگرها در طراحی ساختمانها بخصوص ساختمانهای بلند مرتبه در حال افزایش میباشد. برخی دیگر از انواع میراگرها نیز (مانند میراگرهای جرمی تنظیم شونده TMD) که معمولاً در تراز بام نصب میشوند با مکانیزمی متفاوت جابه جایی های سازه را کنترل میکنند.