میراگرا یا دامپر لرزهای، یک سیستم مکانیکی یا الکترونیکی است که برای کاهش لرزش و ارتعاشات تحت عملکرد یک سازه یا سیستم مورد استفاده قرار میگیرد. هدف اصلی استفاده از میراگراها یا دامپرهای لرزهای، کاهش انرژی ارتعاشی است که به سازه یا سیستم منتقل میشود و در نتیجه کاهش تغییر شکلها و خرابیهای ناشی از لرزش است. این سیستمها در برابر لرزههای زمینلرزه، باد، ورودیهای ارتعاشی مکانیکی و سایر منابع ارتعاشی مورد استفاده قرار میگیرند. آنها معمولاً از جنس متریالهای ارتعاشی خاصی تشکیل شدهاند که توانایی خمش و تغییر شکل را دارند. وقتی سازه یا سیستم مورد لرزش قرار میگیرد، میراگراها یا دامپرهای لرزهای، انرژی ارتعاشی را جذب کرده و به صورت گرما یا تغییر شکل دیگری مانند خمش تبدیل میکنند. این عمل باعث کاهش انرژی ارتعاشی و کنترل لرزش میشود. این سیستمها در برابر لرزههای زمینلرزه، باد، ورودیهای ارتعاشی مکانیکی و سایر منابع ارتعاشی مورد استفاده قرار میگیرند. آنها معمولاً از جنس متریالهای ارتعاشی خاصی تشکیل شدهاند که توانایی خمش و تغییر شکل را دارند. وقتی سازه یا سیستم مورد لرزش قرار میگیرد، میراگراها یا دامپرهای لرزهای، انرژی ارتعاشی را جذب کرده و به صورت گرما یا تغییر شکل دیگری مانند خمش تبدیل میکنند. این عمل باعث کاهش انرژی ارتعاشی و کنترل لرزش میشود.
میراگرهای لرزهای معمولاً از مواد اصلی مانند فولاد، روغن، پلیمرها یا ترکیبات مختلفی تشکیل شدهاند و در سیستمهای مختلفی نصب میشوند. وظیفه اصلی آنها انتقال نیروهای لرزه به سازه و انرژی زمین لرزه را جذب کرده و تبدیل آن به گرما یا انرژی اصطکاکی کنترل شده است.
مقاوم سازی با استفاده از دمپر ( میراگر )
مقاومسازی با استفاده از دمپرها یا میراگرها یک روش کنترل لرزه است که از آن برای افزایش قابلیت اطمینان و عملکرد سازهها در برابر زلزله استفاده میشود. با نصب دمپرها، انرژی ارتعاشی زلزله به طور موثری کاهش مییابد و لرزش سازه کاهش مییابد.
مقاومسازی با استفاده از دمپرها میتواند به صورت زیر انجام شود:
ارزیابی سازه: در ابتدا، سازه باید به طور جامع ارزیابی شود. این شامل تحلیل و طراحی سازه و تعیین خواص لرزهای موجود در سازه است. با تحلیل دقیق سازه، نواقص و نقاط ضعف سازه شناسایی میشوند و میزان نیاز به دمپرها مشخص میشود.
طراحی دمپرها: بر اساس نتایج تحلیل سازه و نیازهای لرزهای آن، دمپرهای مناسب برای سازه انتخاب میشود. طراحی دمپرها شامل تعیین نوع دمپر، خواص رئولوژیکی (برای دمپرهای ویسکوز)، خواص فرکانسی (برای دمپرهای فرکانسی) یا طراحی جسمهای جرمی میباشد.
نصب و راهاندازی: پس از طراحی دمپرها، باید آنها را در سازه نصب کرده و سیستم را راهاندازی کرد. نصب صحیح دمپرها و اتصال آنها به سازه مهم است تا بتوانند عملکرد خوبی داشته باشند
مدیریت و نگهداری: برای حفظ عملکرد بهینه دمپرها، باید یک برنامه مدیریت و نگهداری مناسب برای آنها تعیین شود. این شامل بررسی دورهای دمپرها، تعویض قطعات آسیبدیده، بررسی خواص رئولوژیکی (در صورت استفاده از دمپرهای ویسکوز) و آزمایشهای لازم است.
مقاومسازی با استفاده از دمپرها نیازمند مطالعه و تجزیه و تحلیل دقیق سازه و تعیین خواص مناسب دمپرها است. انتخاب و طراحی صحیح دمپرها به توجهبه شرایط محیطی، نوع سازه و نیازهای مشخصه سازه بستگی دارد.
انواع سیستمهای میراگر
این سیستمها برای جذب و کنترل انرژی لرزه و کاهش نیروهای دینامیکی به سازه میباشند که در زیر به معرفی آنها میپردازیم.
سیستم میراگرهای کمانشی (Viscous Dampers):
در این سیستم، از دمپرهای ویسکوز استفاده میشود. دمپرهای ویسکوز از خواص رئولوژیکی مایعات ویسکوز استفاده میکنند تا انرژی ارتعاشی را جذب کرده و تبدیل به حرارت کنند. این دمپرها قابلیت جذب انرژی زلزله را دارند و لرزش سازه را به طور قابل توجهی کاهش میدهند. آنها معمولاً در سازههای فولادی و خودروها مورد استفاده قرار میگیرند.
سیستم میراگرهای فرکانسی (Tuned Mass Dampers):
این سیستم از دمپرهای فرکانسی برای کنترل لرزش سازه استفاده میکند. دمپرهای فرکانسی میتوانند با تغییر خاصیت سازه در فرکانس طبیعی آن، انرژی ارتعاشی را ابتدا جذب و سپس کاهش دهند. طراحی و نصب دمپرهای فرکانسی به تحلیل دقیق سازه و محاسبه فرکانسهای طبیعی آن نیاز دارد تا خواص دمپرهای مناسب انتخاب شود. این سیستم بیشتر در سازههای بلند مورد استفاده قرار میگیرد.
سیستم میراگرهای جرمی (Mass Dampers):
دمپرهای جرمی در این سیستمها کاربرد دارند که از تغییر مکان جسمهای سنگین برای جذب انرژی زلزله استفاده میکنند. این دمپرها معمولاً از جسمهای فلزی، بتنی یا هیدرولیکی تشکیل شدهاند. با تغییر مکان این جسمها، انرژی ارتعاشی جذب و تبدیل میشود. دمپرهای جرمی برای کاهش انرژی لرزش به صورت موقتی وابسته به جابهجایی جسمهای سنگین هستند.
سیستم میراگرهای مایع (Fluid Dampers):
دمپرهای مایع از خواص رئولوژیکی مایعات برای جذب و تبدیل انرژی ارتعاشی استفاده میکنند. آنها میتوانند به صورت هیدرولیکی یا مغناطیسی عمل کنند و انرژی لرزش را به حرارت تبدیل کنند. این سیستم که از دمپرهای مایع استفاده میکند، معمولاً در سازههای بلند و پلها کاربرد دارند.

مزایای استفاده از سیستمهای میراگر و دمپر
کاهش تغییرات تنش و تغییر شکل:
سیستمهای میراگر و دمپر با جذب و اتلاف انرژی ارتعاشات، موجب کاهش تغییرات تنش و تغییر شکل در سازه میشوند. این امر میتواند به حفظ سلامت و عمر مفید سازه کمک کند و خطر آسیب و خرابی را کاهش دهد.
بهبود رفتار دینامیکی سازه:
این سیستمها میتوانند نیروهای دینامیکی را کاهش داده و پاسخ سازه را کنترل کنند، به طوری که سازه در حد مجاز و آسیب ناپذیر باقی میماند.
افزایش ایمنی:
استفاده از سیستمهای میراگر و دمپر میتواند بهبود قابل توجهی در ایمنی سازهها ایجاد کند. با کاهش نیروهای دینامیکی و کنترل انرژی لرزش، خطر آسیب و خرابی در سازه به حداقل میرسد و احتمال ایجاد آسیب جدی به ساکنین و محتویات سازه کاهش مییابد.
قابلیت تطبیق:
سیستمهای میراگر و دمپر اغلب دارای قابلیت تنظیم و تطبیق با شرایط مختلف هستند. این به مهندسان امکان میدهد تا با تنظیم پارامترهای سیستم، آن را به نحوی طراحی کنند که با توجه به خصوصیات سازه و شرایط زمینه، بهترین عملکرد را ارائه کند.
اثربخشی هزینهای:
استفاده از سیستمهای میراگر و دمپر معمولاً نسبت به روشهای سنتی تقویت سازه به صرفهتر است.

به طور کلی، سیستمهای میراگر و دمپر در کنترل ارتعاشات لرزهای بر اساس اصل جذب و اتلاف انرژی عمل میکنند. این سیستمها به طور فعال در جذب انرژی ارتعاشی که توسط زمینلرزهها به سازه انتقال مییابد، نقش دارند و سعی میکنند تغییرات تنش و تغییر شکل را در سازه کاهش دهند.