Published January 29, 2019 | Version v1
Publication Open

Robust Optimum Design of Multiple Tuned Mass Dampers for Vibration Control in Buildings Subjected to Seismic Excitation

Creators

  • 1. Universidade Federal do Rio Grande do Sul
  • 2. Universidade Federal de Santa Catarina

Description

Passive energy devices are well known due to their performance for vibration control in buildings subjected to dynamic excitations. Tuned mass damper (TMD) is one of the oldest passive devices, and it has been very much used for vibration control in buildings around the world. However, the best parameters in terms of stiffness and damping and the best position of the TMD to be installed in the structure are an area that has been studied in recent years, seeking optimal designs of such device for attenuation of structural dynamic response. Thus, in this work, a new methodology for simultaneous optimization of parameters and positions of multiple tuned mass dampers (MTMDs) in buildings subjected to earthquakes is proposed. It is important to highlight that the proposed optimization methodology considers uncertainties present in the structural parameters, in the dynamic load, and also in the MTMD design with the aim of obtaining a robust design; that is, a MTMD design that is not sensitive to the variations of the parameters involved in the dynamic behavior of the structure. For illustration purposes, the proposed methodology is applied in a 10-story building, confirming its effectiveness. Thus, it is believed that the proposed methodology can be used as a promising tool for MTMD design.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

أجهزة الطاقة السلبية معروفة جيدًا بسبب أدائها للتحكم في الاهتزاز في المباني المعرضة للإثارة الديناميكية. يعد المثبط الكتلي المضبوط (TMD) أحد أقدم الأجهزة السلبية، وقد تم استخدامه كثيرًا للتحكم في الاهتزاز في المباني حول العالم. ومع ذلك، فإن أفضل المعلمات من حيث الصلابة والتخميد وأفضل موقع لقطار تي إم دي المراد تثبيته في الهيكل هي منطقة تمت دراستها في السنوات الأخيرة، بحثًا عن التصميمات المثلى لهذا الجهاز لتخفيف الاستجابة الديناميكية الهيكلية. وبالتالي، في هذا العمل، يتم اقتراح منهجية جديدة للتحسين المتزامن لمعايير ومواضع مخمدات الكتلة المضبوطة المتعددة (MTMDs) في المباني المعرضة للزلازل. من المهم تسليط الضوء على أن منهجية التحسين المقترحة تأخذ في الاعتبار أوجه عدم اليقين الموجودة في المعلمات الهيكلية، وفي الحمل الديناميكي، وكذلك في تصميم MTMD بهدف الحصول على تصميم قوي ؛ أي تصميم MTMD غير حساس لاختلافات المعلمات التي ينطوي عليها السلوك الديناميكي للهيكل. لأغراض التوضيح، يتم تطبيق المنهجية المقترحة في مبنى مكون من 10 طوابق، مما يؤكد فعاليتها. وبالتالي، يُعتقد أنه يمكن استخدام المنهجية المقترحة كأداة واعدة لتصميم MTMD.

Translated Description (French)

Les dispositifs à énergie passive sont bien connus en raison de leurs performances pour le contrôle des vibrations dans les bâtiments soumis à des excitations dynamiques. L'amortisseur de masse accordé (TMD) est l'un des plus anciens dispositifs passifs, et il a été très utilisé pour le contrôle des vibrations dans les bâtiments du monde entier. Cependant, les meilleurs paramètres en termes de rigidité et d'amortissement et la meilleure position du TMD à installer dans la structure sont un domaine qui a été étudié ces dernières années, à la recherche de conceptions optimales d'un tel dispositif pour l'atténuation de la réponse dynamique structurelle. Ainsi, dans ce travail, une nouvelle méthodologie d'optimisation simultanée des paramètres et des positions de multiples amortisseurs de masse accordés (MTMD) dans des bâtiments soumis à des tremblements de terre est proposée. Il est important de souligner que la méthodologie d'optimisation proposée prend en compte les incertitudes présentes dans les paramètres structurels, dans la charge dynamique, ainsi que dans la conception MTMD dans le but d'obtenir une conception robuste ; c'est-à-dire une conception MTMD qui n'est pas sensible aux variations des paramètres impliqués dans le comportement dynamique de la structure. A titre d'illustration, la méthodologie proposée est appliquée dans un bâtiment de 10 étages, confirmant son efficacité. Ainsi, on pense que la méthodologie proposée peut être utilisée comme un outil prometteur pour la conception de MTMD.

Translated Description (Spanish)

Los dispositivos de energía pasiva son bien conocidos por su rendimiento para el control de vibraciones en edificios sometidos a excitaciones dinámicas. El amortiguador de masa sintonizado (TMD) es uno de los dispositivos pasivos más antiguos y se ha utilizado mucho para controlar las vibraciones en edificios de todo el mundo. Sin embargo, los mejores parámetros en términos de rigidez y amortiguación y la mejor posición del TMD a instalar en la estructura son un área que se ha estudiado en los últimos años, buscando diseños óptimos de dicho dispositivo para la atenuación de la respuesta dinámica estructural. Así, en este trabajo, se propone una nueva metodología para la optimización simultánea de parámetros y posiciones de múltiples amortiguadores de masa sintonizados (MTMD) en edificios sometidos a terremotos. Es importante resaltar que la metodología de optimización propuesta considera incertidumbres presentes en los parámetros estructurales, en la carga dinámica, y también en el diseño MTMD con el objetivo de obtener un diseño robusto; es decir, un diseño MTMD que no sea sensible a las variaciones de los parámetros involucrados en el comportamiento dinámico de la estructura. Con fines ilustrativos, la metodología propuesta se aplica en un edificio de 10 pisos, confirmando su efectividad. Por lo tanto, se cree que la metodología propuesta puede utilizarse como una herramienta prometedora para el diseño de MTMD.

Files

001089303.pdf.pdf

Files (1.5 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:a6ec8e1198e30b641bffc535c435eea5
1.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التصميم الأمثل القوي لمخمدات الكتلة متعددة الضبط للتحكم في الاهتزاز في المباني المعرضة للإثارة الزلزالية
Translated title (French)
Conception optimale robuste de plusieurs amortisseurs de masse réglés pour le contrôle des vibrations dans les bâtiments soumis à une excitation sismique
Translated title (Spanish)
Diseño óptimo robusto de múltiples amortiguadores de masa sintonizados para el control de vibraciones en edificios sometidos a excitación sísmica

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2913743657
DOI
10.1155/2019/9273714

Is supplement to
https://openalex.org/W598184394 (Other)
https://openalex.org/W4312617418 (Other)
https://openalex.org/W4223455945 (Other)
https://openalex.org/W4220936157 (Other)
https://openalex.org/W4205107551 (Other)
https://openalex.org/W2920679072 (Other)
https://openalex.org/W253625768 (Other)
https://openalex.org/W2328786084 (Other)
https://openalex.org/W2094660272 (Other)
https://openalex.org/W2040277022 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1571721560
  • https://openalex.org/W1965135194
  • https://openalex.org/W1969864045
  • https://openalex.org/W1974668194
  • https://openalex.org/W1982192301
  • https://openalex.org/W1996629181
  • https://openalex.org/W1999179480
  • https://openalex.org/W2005805581
  • https://openalex.org/W2006061810
  • https://openalex.org/W2013446578
  • https://openalex.org/W2013813684
  • https://openalex.org/W2024252500
  • https://openalex.org/W2024778470
  • https://openalex.org/W2031027934
  • https://openalex.org/W2041735336
  • https://openalex.org/W2044536043
  • https://openalex.org/W2049529822
  • https://openalex.org/W2054713718
  • https://openalex.org/W2056032395
  • https://openalex.org/W2060447606
  • https://openalex.org/W2070597656
  • https://openalex.org/W2080415596
  • https://openalex.org/W2083134614
  • https://openalex.org/W2088128763
  • https://openalex.org/W2094689646
  • https://openalex.org/W2098813442
  • https://openalex.org/W2104295362
  • https://openalex.org/W2106793122
  • https://openalex.org/W2108852291
  • https://openalex.org/W2114947320
  • https://openalex.org/W2117238119
  • https://openalex.org/W2121856199
  • https://openalex.org/W2134489010
  • https://openalex.org/W2140853186
  • https://openalex.org/W2267892991
  • https://openalex.org/W2342073522
  • https://openalex.org/W2380645523
  • https://openalex.org/W2408968851
  • https://openalex.org/W2511137855
  • https://openalex.org/W2558951237
  • https://openalex.org/W2734677894
  • https://openalex.org/W2740445875
  • https://openalex.org/W2767807725
  • https://openalex.org/W2781074681
  • https://openalex.org/W2794111508
  • https://openalex.org/W2796474736
  • https://openalex.org/W2807027975
  • https://openalex.org/W2886450941
  • https://openalex.org/W4237151101