ميراگر جرمی تنظيم شده
میراگر جرمی تنظیم شده یكی از ابزارهای غیر فعال استهلاك انرژی است. این وسیله با جذب كردن مقداری از انرژی وارد شده از بار دینامیكی به سازه، میزان تقاضا برای استهلاك انرژی را در سازه اصلی كاهش می‌دهد. ساده‌ترین شكل میراگر جرمی تنظیم شده، سیستمی شامل جرم، فنر و میراگر ویسكوز است كه به سازه اصلی مهار می‌شود.
میراگرهای تنظیم شده عموماً برای كنترل ارتعاشات ناشی از باد در سازههای بلند به كار رفته‌اند و به دلیل محدودیت‌هایی همچون پهنای فركانسی وسیعتر، بارگذاری زلزله، نسبت به بارگذاری باد و امكان تنظیم نوع ساده است.
این نوع میراگر فقط با یك فركانس، كارایی آنها تحت بارگذاری زلزله به خوبی كارایی آنها در مقابل بارگذاری باد نیست. در عین حال تحقیقات فراوانی در زمینه استفاده از آنها در بهبود ارتعاشات ناشی از زلزله در دست انجام است. استفاده از میراگرهای جرمی تنظیم شده غیر خطی، جذب كننده‌های ارتعاشات ضربه‌ای، میراگرهای جرمی تنظیم شده نیمه فعال و میراگرهای جرمی تركیبی جزو راه حل‌هایی بوده‌اند كه برای این مشكل ارائه شده‌اند.
طراحی، اجرا و ویژگی‌ها
یك سیستم میراگر جرمی فعال (TMD) وسیله‌ای متشكل از یك جرم، فنر و یك میراگر است كه به منظور كاهش پاسخ دینامیكی سازه، به آن متصل می‌شود. فركانس میراگر به میزان فركانس سازه‌ای بخصوص تنظیم می‌شود تا هنگامی كه این فركانس تحریك شود، میراگر در فاز مقابل (مخالف) حركت سازه مرتعش شود. انرژی توسط نیروی اینرسی میراگر كه بر روی سازه اعمال شده، تلف می‌شود. در این نوع از میراگرها جرم بر روی تكیه‌گاه‌های غلطكی قرار می‌گیرد و می‌تواند نسبت به طبقه، جابجایی انجام دهد، فنرها و میراگرها بین جرم و تكیه‌گاه‌های ثابت عمودی قرار می‌گیرد، نیروی فاز مخالف میراگر را به تراز طبقه و در نتیجه به قاب سازه‌ای منتقل می‌كند.
معمولاً این نوع از میراگرهای جرمی در طبقات بالایی سازه به كار گرفته می‌شوند و در صورتی كه سازه تحت اعمال بار قرار گیرد، با تعریف شتاب مشخص بسته به طراحی میراگر، به طور اتوماتیك سیستم شروع به فعالیت نموده و اثر ارتعاش نیروی زلزله را از بین می‌برد. معمولاً جنس جرم این سیستم از بتن، سرب یا فولاد است و به صورت مربع یا مستطیل و به صورت تك یا مجموعه به ابعاد ۱ تا ۳۰ متر ساخته و در طبقات بالایی سازه نصب می‌شود. این نوع سیستم میراگر، دارای جرم زیاد، اختصاص فضای زیاد و پرهزینه و مكانیزم پیچیده‌ای بوده و در مواردی فقط امكان بكارگیری در یك جهت را دارا است. با اصلاح این موارد نوع پیشرفته‌تری از میراگرهای جرمی تنظیم شده طراحی شد. با تغییر غلطك‌های لاستیكی به جای غلتك‌های مكانیكی به دلیل عملكرددر جهت‌های مختلف (مانند فنرهای برشی) و استفاده از مواد لاستیك‌های قیری (BRC) به جای میراگر كه با سهولت در نصب و كوچكی در ابعاد، توانایی میراگرهای ویسكوالاستیك را نیز دارا هستند، باعث شده سیستم كامل‌تری طراحی و ساخته شود.
در طراحی سیستم میراگرهای جرمی جهت محاسبات باید با تعیین جرم، سختی و ضریب میرایی، مناسبترین سیستم میراگر را با توجه به وزن كل سازه طراحی نمود تا با یك نسبت ساده بتوان به میزان تأثیر سیستم میراگر طراحی شده پی برد. با فرض برابر بودن فركانس سازه در راستای نزدیكی مقدار بهینه برای فركانس میراگر، اینكار پریود میراگر را با پریود غالب سازه برابر می‌كند. پاسخ جرم تنظیم شده ۴۳ درجه با پاسخ جرم اولیه اختلاف فازی دارد. این اختلاف فاز، اتلاف انرژی را توسط نیروی اینرسی میراگر موجب می‌شود. افزایش نسبت جرم، افزایش میرایی را به دنبال دارد، اما باید توجه نمود كه یك حد عملی برای افزایش جرم وجود دارد، همچنین با كاهش ضریب میرایی نیز می‌توان میرایی را افزایش داد كه برای این پارامتر نیز محدودیت وجود دارد. طرح نهایی با توجه به تركیب این دو مقدر باتوجه به اعمال محدودیت‌ها صورت می‌گیرد. همچنین باید به محل قرارگیری میراگر و فنر در تكیه‌گاه ثابت در سازه و مكانیسم دو جهته بودن سیستم نیز توجه نمود.
TMDهای نخستین، ساز و كار (مكانیزم) پیچیده‌ای برای تكیه گاه‌ها و المان‌های میرایی داشتند. همچنین به طور نسبی سنگین بوده و به طور قابل ملاحظه‌ای فضا اشغال می‌نمودند و نیز تا حدودی گران بودند.
میراگر جرمی پاندولی
به دلیل مشكلات غلطك‌ها در میراگرهای جرمی تنظیم شده، نوع جدیدی از میراگرهای جرمی كه امروزه قابلیت بكارگیری در سازههای بلند مرتبه را دارد، میراگرهای پاندولی هستند كه شبیه آونگ رفتار می‌كنند. مشكل مربوط به تكیه گاه‌ها با استفاده از نگهداری جرم با یك سری كابل‌ها برطرف می‌شود كه این كابل‌ها به سیستم اجازه می‌دهد كه به صورت یك پاندول رفتار نماید. طراحی این سیستم‌ها براساس وزن كل سازه و وضعیت آب و هوایی منطقه انجام می‌شود.
در میراگر پاندولی نیروی دوباره ذخیره شونده كه توسط كابل‌ها تامین می‌شود توسط انحنای سطح ساپورت (تكیه گاه) تولید می‌شود و همین انحنا به جرم اجازه می‌دهد كه در این سطح بغلتد. حركت قائم وزن به یك انرژی ورودی نیاز دارد. با فرض اینكه كوچك است معادلات برای حالتی كه سطح دایروی است،، مشابه معادلات پاندول متداول با طول كابل L هستند كه در آن با شعاع سطح R باید جایگزین شود.
