وقوع اجتناب‌ناپذیر زلزله‌ها و تحمیل خسارت‌های فراوان جانی و مالی، به ویژه زلزله‌های ویرانگری که در سال‌های اخیر در نقاط مختلف دنیا رخ داده‌اند، تاکیدی بر لزوم یافتن راه حلی مناسب و قابل اعتماد جهت مقابله با این پدیده طبیعی است. از میان زلزله‌های مخرب می‌توان به زلزله‌های منجیل و بم در ایران به ترتیب در سال‌های ۱۳۶۹ و ۱۳۸۲ اشاره کرد.

آمار و ارقام تلفات و خسارت ناشی از زلزله، بیانگر این مهم است که بایستی در بسیاری از روش‌های مقابله با نیروهای لرزه‌ای تجدید نظر کرده و یا به فکر روش‌های جایگزین مطمئن‌تر بود. امروزه یکی از چالش‌های اصلی برای رسیدن به هدف، به‌کارگیری و ارائه روش‌های جدید در مفاهیم طراحی لرزه‌ای سازه‌ها و ارتقای کیفی مصالح مصرفی است.

روش‌ها و متدهای مختلفی برای طراحی ساختمان‌های با کارایی مناسب در برابر زلزله، آزمایش و مورد تحقیق قرار گرفته است. در روش‌های مرسوم، ساختمان با استفاده از ترکیبی از سختی، قابلیت شکل‌پذیری و همچنین استهلاک انرژی در برابر زلزله، از خود مقاومت نشان می‌دهد. مقدار میرایی در این قبیل ساختمان‌ها بسیار کم است. از این رو انرژی مستهلک شده در محدوده رفتار الاستیک ناچیز است. در هنگام وقوع زلزله‌های قوی، این ساختمان‌ها بعد از محدوده رفتار الاستیک، تغییر مکان زیادی می‌یابند و فقط به واسطه چگونگی قابلیت تغییر مکان غیر الاستیک خود، پایدار باقی می‌مانند. این تغییر مکان‌های غیر الاستیک موجب به وجود آمدن مفاصل پلاستیک به صورت موضعی در نقاطی از سازه می‌شوند که خود موجب افزایش شکل‌پذیری و همچنین افزایش استهلاک انرژی می‌شود. در نتیجه مقدار زیادی از انرژی زلزله به واسطه تخریب‌های موضعی در سیستم مقاوم جانبی سازه مستهلک می‌شود.

کارایی ساختمان را می‌توان با افزودن میراگر الحاقی به ساختمان افزایش داد. بدین صورت که این وسایل قسمتی از انرژی ورودی زلزله را به تنهایی جذب و مستهلک می‌کنند. میزان انرژی وارده به سازه در حین زلزله به زمان تناوب سازه و نسبت آن به پریود غالب حرکت زمین ارتباط مستقیم دارد. همچنین تخریب وارده به سازه نیز بستگی به میزان انرژی هیسترزیس جذب شده تحت فرم‌های غیر ارتجاعی اعضای سازه ای دارد.

کنترل ارتعاش سازه‌ها یکی از مقوله‌های بسیار مهم مطرح در عصر امروزی است که خود به انواع سیستم‌های کنترل فعال، نیمه فعال، غیرفعال و ترکیبی تقسیم می‌شود. این امر با نصب وسایل جذب انرژی، مستهلک‌کننده‌ها و جداسازهای ارتعاشی و … در ساختمان‌ها به جای استفاده از سیستم‌های قدیمی مهاربندی امکان‌پذیر می‌شود.

در دنیای کنونی و با پیشرفت تکنولوژی بشر به دنبال سیستم‌های جدیدتری برای مقاوم سازی ساختمان‌ها در برابر نیروهای جانبی از جمله نیروی زلزله است. امروزه سیستم‌های کنترل ارتعاش سازه به عنوان یکی از واحدهای درسی کارشناسی ارشد رشته عمران سازه و زلزله در برخی از دانشگاه‌های کشور تدریس می‌شود.

منبع: سیستم‌های کنترل ارتعاش سازه -امیر شیرخانی

تهیه‌کننده: محبوبه پوریوسفی