دیوارهای ساحلی از مهمترین سازه های حفاظت از سواحل و بنادر در قبال فرسایش و جریان های دریایی به شمار می آیند.یکی از عوامل مهم در تخریب دیوارهای ساحلی، نیروی ضربه ای ناشی از امواج دریا است. در پژوهش حاضر، با استفاده از نرم افزار تحلیلی ansys ، نمونه ای از یک دیوار ساحلی بتنی به صورت سه بعدی مدل شده و با تعریف المان های موردنیاز بر روی مدل، تحت اثر نیروهای هیدرودینامیک موج به روش های مختلف، تحلیل شده است. در گام بعدی، دیوار مذکور مجدداً تحت اثر نیروی زلزله به صورت استاتیکی و دینامیکی تحلیل شده است. نتایجی که از این تحلیل ها، استخراج شده اند شامل جابه جایی ها در جهات مختلف، تنش ها و تغییر شکلها در نقاط بحرانی سازه می باشند. هم چنین تأثیر نیروی ضربه ای موج در ارتفاع دیوار و تغییر شکلهای حاصل از این نیرو نیز ارائه گردیده است. در مجموع با کمک نمودارها و شکل های حاصله، مقایسه ای بین تغییر شکلها و حداکثر تنش ها و جابه جایی ها به ویژه در نقاط مهم و حساس سازه مثل تاج پنجه ی دیوار، انجام گرفته است.به این ترتیب تاثیر نیروی ناشی از امواج بر دیوار ساحلی به روش های مختلف، ارزیابی شده است . در ادامه با مقایسه نیروی ضربه ای موج و نیروی زلزله، میزان تأثیرپذیری دیوارهای ساحلی از نیروی ضربه ای موج به صورت استاتیکی و دینامیکی نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

سیستم های کف- جدا ساز لرزه ای در سازه ها یکی از مورد پذیرش ترین سیستم های کنترل غیر فعال بوده که نه تنها باعث کاهش چشمگیر پاسخ سازه ها میشوند، بلکه میزان خسارت به تجهیزات حساس درون سازه و المان های غیرسازه ای را نیز تا حد زیادی می کاهند. اما اشکال اساسیِ سیستم های جداسازی زمانی بروز میکند که سازه کف- جداسازی شده در معرض زلزله های نزدیک به-گسل قرار می گیرد و متحمل جابه جایی های بزرگ در تراز کف- جداسازها میشود؛ جابه جایی هایی که هرگونه ایجاد محدودیت در آنها، میتواند بطور فزاینده بر انتقال ارتعاش از زمین به سازه ی بالایی بیفزاید. یکی از مترقی ترین رویکردها برای کنترل این جابه جایی های بزرگ به کارگیریِ میراگرهای mr، به عنوان یکی از معروف ترین ابزارهای کنترل نیمه فعال، که خصوصیات منحصر به فردش بطور فزاینده نگاه جامعه مهندسی کنترل را به خود جلب کرده است، میباشد؛ میراگر هوشمندی که با قرارگیری در کنار کف- جداسازهای غیر فعال، سیستم کف- جداساز هیبریدی هوشمند را ساخته، و این امکان را فراهم می آورد که در لحظات کنترلی، میرایی بتواند بطور هوشمندانه قابل تزریق به سازه باشد. اما رفتار بشدت غیر خطی و هیستیریک این وسیله، چالشی جدی برای الگوریتم های کنترلی بر پایه ی مدل میباشد. هدف از این رساله ساختن یک کنترل هوشمند چند- هدفه ی فازی-ژنتیک و مستقل از مدل میراگر mr، برای یک سیستم کف- جداساز هیبریدی هوشمند است، که از یک طرف بتواند خصوصیات ناب کف- جدا سازها، در مهار بی مانند شتاب های مطلق و جابه جایی نسبی ِ طبقات یک سازه، را حفظ کند (و یا حتی بهبود بخشد)؛ و از طرف دیگر بطور همزمان، جابجایی های بزرگ کف در برابر زلزله های نزدیک به-گسل را کاهش دهد. در کنترل ارائه شده، مغز فازی تماما بر مبنای شناخت طراح کنترل از رفتار سازه تحتِ کنترل ساخته میشود، و برخلاف بسیاری از کنترل های هوشمند دیگر، دارای عملکرد جعبه سیاه نخواهد بود. برای رسیدن به اهداف کنترلی، تصمیم گیری فازی بر پایه ی یک فیدبک بامفهوم و نوینِ ارائه شده برای کنترل فازی، از سازه قرار داده شد. جهت ارزیابی کنترل پیشنهادی یک ساختمان معیارِ کف- جداسازی شده، 3-بعدی، و غیرخطی، که توسط جامعه ی مهندسین کنترل سازه ی آمریکا، به عنوان یک مسئله ی معیارِ مدرن و جهانی، بر روی ساختمان های کف- جداسازی شده ی هوشمند در معرض حرکات نزدیک به -گسل قوی، ساخته شد، استفاده گردید. نهایتا، عملکرد کنترل فازی ارائه شده، با پنج استراتژی کنترلی مرسوم و هوشمند مقایسه شد؛ نتایج نشان داد که کنترل فازی ارائه شده بطور موثری باعث کاهش پاسخ های سازه میشود و عملکرد بهتری نسبت به دیگر استراتژی های کنترلی دارد.

امروزه بسیاری از سازه های بتن آرمه ، در حال بهره برداری هستند ، عمری بیش از 75 سال دارند و به خاطر حوادث طبیعی از قبیل زلزله و باد و یا بر اثر خستگی مصالح و یا عوامل خورنده آسیب دیده اند. از آنجا که این سازه ها اهمیت زیادی داشته و تعداد آنها نیز فراوان است ، جایگزین کردن آنها با سازه جدید از نظر اقتصادی و اجرایی عملی نیست ، در حالی که تعمیر و تقویت سازه های فوق امری ضروری و مقرون به صرفه می باشد. در حال حاضر از روش های متنوعی برای تعمیر و تقویت سازه های بتن آرمه استفاده می شود. از آن جمله می توان تقویت با پوشش فلزی و بتنی را نام برد ، که در مقایسه ، پوشش فولاد نسبت به بتن از نظر وزن مزیت داردف اما فولاد نیز دارای نقصانهای متعددی نظیر هزینه سنگین و سختی در اجرا و همچنین آسیب پذیری در محیط های خورنده می باشد. ماده جدید frp علاوه بر اینکه در محیط های خورنده مقاوم است و سختی کششی آن برابر با فولاد و حتی بیشتر از آن می باشد دارای وزن کمی بوده و به سهولت قابل اجرا است. به همین دلیل تقویت اعضای بتن آرمه با پوشش frp موضوعی پر اهمیت می باشد . در این نوشتار هدف بررسی اثر تغییر پارامتر های تقویت موضعی ستون و یافتن طول نسبی مناسب بهینه دورپیچ از پای ستون ، جهت تقویت خمشی است. پس از تشریح مدل سازی ، نمونه ها با نرم افزار abaqus 6.10.1 به روش استاتیکی غیر خطی و کنترل تغییر مکان تحلیل می شوند تا عملکرد نمونه ها بررسی قرار گیرد. بطور کلی هدف این پژوهش بررسی رفتار ستون های ناکار آمد و تاثیر تقویت ناحیه مفصل خمیری با الیاف شیشه و کربن بر عملکرد این ستون هاست.مقایسه نتایج نمونه هایی که در آزمایشگاه تحت بارگذاری قرار گرفته اند ، با نمونه تحلیل شده با نرم افزار نشان می دهد که نتایج بدست آمده از مدل اجزاء محدود در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی دارای نتایج قابل قبولی است.

امروزه سیستم های کنترل به عنوان یکی از بهترین راه های کاهش آسیب پذیری سازه در برابر بلایای طبیعی مورد توجه ویژه محققین قرار دارد. میراگرهائی که با سیال کنترل شونده توسط میدان مغناطیسی کار می کنند یکی از انواع سیستم های کنترلی مورد استفاده در سازه ها هستند که به صورت نیمه فعال عمل می کنند. این نوع از میراگرها نسبت به اعمال میدان مغناطیسی با تغییری سریع در رفتار سیال عکس العمل نشان داده و به دلیل سادگی و محدوده عمل گسترده و نیز عدم نیاز به منابع انرژی خارجی پر قدرت مورد توجه قرار گرفته اند. نقش و تاثیر کاربرد میراگرهای نیمه فعال در کاهش پاسخ لرزه ای سازه ها شناخته شده است. آنچه اهمیت می یابد افزایش کارائی این سیستم ها و ارائه الگوریتمی است که توانایی مدیریت رفتار این میراگرها را دارا باشد. در این تحقیق بهینه یابی چند هدفه کنترل نیمه فعال رفتار ساختمان های مجهز به میراگر mr مبتنی بر مدل وارون به منظور کاهش پاسخ های سازه تحت اثر نیروی زلزله مورد مطالعه قرار می گیرد. به این منظور مدلی دقیق برای میراگرهای mr بزرگ مقیاس در نظر گرفته شده و عملکرد آنها در یک قاب برشی 11 طبقه دو بعدی، همچنین یک ساختمان 12 طبقه سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حرکت ساختمان مجهز به میراگر mr نوشته شده و در فضای حالت حل می شوند. در این بررسی سیستم کنترل نیمه فعال به کمک الگوریتم کنترلی lqr و مدل وارون پیاده سازی می شوند. به منظور کنترل نتایج حاصله از تحقیق، پاسخ های بدست آمده از عملکرد میراگرهای mr در حالت های کنترل غیرفعال (passive off , passive on) و کنترل نیمه فعال ((semi – active مقایسه می شوند. همچنین مسئله بهینه یابی دو هدفه مبتنی بر الگوریتم ژنتیک برای کنترل پاسخ ساختمان های نمونه بکار گرفته شده است. نسبت حداکثر تغییرمکان و حداکثر شتاب سازه در حالت کنترل شده به مقادیر نظیر در حالت کنترل نشده به عنوان توابع هدف در نظر گرفته می شوند. به این ترتیب، موقعیت بهینه میراگرهای mr در سازه بدست می آید. در نهایت آرایش بدست آمده برای میراگرها در سیستم-های کنترل نیمه فعال مورد بررسی نهائی قرار می گیرد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که استفاده از میراگرهای mr با طرح کنترل نیمه فعال مبتنی بر مدل وارون، پاسخ های سازه را به طور چشمگیری کاهش می دهد و این تجهیزات در مقایسه با ابزارهای کنترل فعال، دارای قابلیت اطمینان و دقت بسیار بالایی است.

زلزله از مهم ترین بلایای طبیعی است که همواره انسان و سازه های ساخته شده به دست انسان را تهدید می کند. پل های معلق از جمله این سازه ها می باشند که به دلیل سختی و میرایی کم همیشه در معرض خطر بلایای طبیعی قرار دارند. از سال های دور تلاش بسیاری جهت حفاظت از اینگونه سازه ها شده است که از جمله ی آن ها می توان تقویت اعضای سازه جهت افزایش باربری اشاره نمود. ولی با گذشت زمان و با بررسی عملکرد سازه های مختلف در برابر زلزله، نواقص این روش ها بر مهندسین آَشکار گردید. بدین ترتیب رو ش های جدیدی از جمله افزایش میرایی سازه جهت مقابله با بلایای طبیعی پیشنهاد شد. در این راستا سیستم های کنترل غیرفعال و به دنبال آن سیستم های کنترل فعال و نیمه فعال توسعه یافتند.سیستم های کنترل نیمه فعال در سال های اخیر توجه بسیاری از محققین را به خود جلب نموده است. این سیستم ها قابلیت اطمینان سیستم های کنترل غیرفعال را با مزیت پارامترهای قابل تنظیم سیستم های کنترل فعال بصورت همزمان دارا می باشند. میراگرهای mr از جمله ی این سیستم ها است که دارای مزایایی از قبیل عدم نیاز به منبع بزرگ انرژی، ظرفیت بالای نیرو، قابلیت تنظیم نیرو، پاسخ سریع و عملکرد ایمن در هنگام آسیب هستند. در این رساله هدف کاهش ارتعاش قائم پل های معلق با استفاده از میراگرهای mr و منطق فازی است. برای این منظور از یک میراگر mrبزرگ مقیاس 2200 کیلونیوتنی استفاده شده و پل معلق وینسنت توماس واقع در لوس آنجلس آمریکا بعنوان مثال عددی انتخاب شده است. معادلات حرکت با استفاده از مختصات تعمیم یافته مودال، در فضای حالت نوشته شده و سپس در نرم افزار متلب و با استفاده از جعبه ابزار سیمیولینک حل گردیده است. برای کنترلگر فازی بکار گرفته شده در این رساله ورودی و قوانین متفاوتی پیشنهاد شده است. مشخصات کنترلگر فازی، تعداد و موقعیت میراگرها به روش سعی خطا بهینه شده است. در نهایت 3 مدل برای تعداد و موقعیت میراگرها و 1 کنترلگر فازی بعنوان کنترلگر فازی بهینه انتخاب شده است. پاسخ پل مورد مطالعه تحت تاثیر زلزله های مختلف و در حالت های کنترل نیمه فعال و کنترل غیر فعال با ولتاژ صفر و بیشینه برای 3 مدل پیشنهادی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن می باشند که هر کدام از این 3 مدل قادر است ارتعاش قائم پل را بطور مطلوبی کاهش دهد.

جهت محافظت سازه ها در مقابل بلایای طبیعی و قابل قبول تر کردن پاسخ های دینامیکی آنها استفاده از تکنولوژی های کنترل سازه ای اعم از: فعال، نیمه فعال، غیر فعال و یا ترکیبی، در چند دهه اخیر رواج پیدا کرده است. از آنجایی که سیستم های کنترل غیر فعال به صورت ذاتی پایدار می باشند با استفاده از آنها استراتژی های کنترل قدرتمندی می توانند طراحی و اجرا شوند که نتایج عملکرد شان حتی از یک سیستم کنترل فعال نیز پیشی گرفته و بهتر باشند. پل های کابلی شریانهای حیاتی بسیار زیبا، شکل پذیر و پیچیده ای هستند که شامل ملحقات گوناگون با سختی ها و میرایی های متفاوت می باشند. این گونه پل ها میرایی مکانیکی یا سازه ای بسیار کمی (در حدود 0.3 تا 2 درصد) دارند و کنترل لرزه ای آنها یک مساله جدید سخت و ویژه می باشد. به همین خاطر نسل اول مساله معیار جهت کنترل پلهای کابلی توسط پروفسور dyke و همکاران ارائه شد. این مساله بر اساس مدل یک پل کابلی که در میسوری، آمریکا، می باشد صورت گرفته است. هدف از این مطالعه جستجوی تاثیر و سودمندی یک استراتژی میرایی هوشمند برای محافظت لرزه ای پل های کابلی، با استفاده از مدل پل کابلی معیاراست. به منظور دستیابی به هدف عنوان شده، شبیه سازی سیستم کنترل پل کابلی معیار انجام گرفت. تعداد 24 عدد میراگر سیالی mr به عنوان ابزارهای کنترل در نظر گرفته شدند. جهت مدل سازی دینامیک دمپر های mr مدل نرمال شده ی bouc-wen در نظر گرفته شد. تعداد 5 عدد سنسور سنجش شتاب و 4 عدد سنسور سنجش جابجایی برای استفاده در الگوریتم کنترل مورد استفاده قرار گرفتند. به خاطر طبیعت اتفاقی و دارای تغییر حرکات زمین ناشی از زلزله و عملکرد مناسب و موفقی که الگوریتم کنترل lqg در دیگر کاربردهای کنترل سازه های مهندسی عمران از خود نشان داده است، این الگوریتم جهت تولید نیروی کنترل مطلوب اولیه در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفت. از آنجاییکه نیروی تولیدی توسط دمپرهای mr به پاسخ های سیستم بستگی دارد، این میراگر نمی تواند همواره نیروی کنترلی بهینه را تولید نماید. تنها ولتاژ اعمالی به میراگر قابلیت کنترل و تغییر را دارد. مدل وارون یا معکوس یک ابزار بسیار سودمند جهت ایجاد ولتاژ مطلوب برای میراگر های mr به صورت تحلیلی می باشد. که برای این مطالعه استفاده گردید. نتایج شبیه سازی های عددی با سیستم های کنترل فعال، passive-off ، passive-on و سازه کنترل نشده مقایسه گردید. همچنین نتایج بدست آمده با نتایج دیگر تحقیقات گذشته که توسط محققین مختلف وبا استفاده از سیستم کنترل نیمه فعال پیشنهاد شده بود نیز مقایسه شد. با توجه به موارد عنوان شده و بررسی و مقایسه نتایج بدست آمده از شبیه سازی های عددی، برای پل کابلی معیار، عملکرد مناسب سیستم کنترل نیمه فعال در کاهش پاسخ های لرزه ای قابل ملاحظه است.

تحقیقات نشان داده است که استفاده از سیستم های کنترل در سازه ها، رفتار آنها را در مقابل زلزله بهبود می بخشد. چهار گروه عمده از این سیستمها، کنترل غیرفعال، فعال، نیمه فعال و مرکب می باشند. از میان این سیستمهای کنترل، کنترل نیمه فعال مزایای بسیار زیادی را دارا است. یک سیستم کنترل نیمه فعال می تواند با تغییر دینامیکی پارامترهائی مانند ضریب میرایی و یا سختی ابزارکنترل، نیروی کنترلی قابل توجهی را تولید نماید از این رو سیستم می تواند پاسخ سازه را در زلزله های شدید کنترل نماید بدون اینکه نیاز به انرژی خارجی زیادی داشته باشد. در این رساله عملکرد میراگر mr بر روی یک سازه بتنی واقعی مورد مطالعه قرار می گیرد. ابتدا سازه با افزودن دیوار برشی مدل شده و نتایج حاصل از آن تحلیل بدست می آید و سپس معادلات حرکت سازه کنترل نشده و مجهز به میراگر mr نوشته شده و در فضای حالت حل می شود در این بررسی سیستم کنترل نیمه فعال به کمک الگوریتم کنترلی lqr و مدل وارون پیاده سازی می شوند. به منظور کنترل نتایج حاصله از تحقیق، پاسخ های بدست آمده از عملکرد میراگرهای mr در حالت های کنترل نشده ، کنترل غیرفعال (passive off, passive on) ، کنترل نیمه فعال و حالت استفاده از دیوار برشی با هم مقایسه می شوند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که استفاده از میراگرهای mr با طرح کنترل نیمه فعال مبتنی بر مدل وارون ، پاسخ های سازه را به طور چشمگیری کاهش می دهد. اما با توجه به ابعاد و تعداد طبقات ساختمان مورد مطالعه نمی تواند بهبودی بیش از افزودن دیوار برشی در کاهش پاسخ های تغییر مکان و شتاب داشته باشد.

به نظر می رسد بدلیل وجود عوامل بسیاری که شدت و محل نیروهای طراحی روی سازه نگهبان (دیوار حائل) را تعیین می کنند، فشار دینامیکی خاک روی سازه های نگهبان که توسط ضربه بر پی ماشین آلات مجاور بوجود می آید، می تواند بسیار حائز اهمیت باشد. در این تحقیق روش بدون شبکه mlpg برای تحلیل مسئله با هندسه های متفاوت محیط خاکی، پی و سازه نگهبان، مورد استفاده قرار می گیرد. فرض می شود که محیط خاکی، همگن و ویسکو-الاستیک است. در این تحقیق، روش mlpg که نسبتاً روش جدیدی است، مفصلاً شرح داده شده است و همچنین مسئله مورد نظر با روش mlpg تحلیل می شود. تعداد فراوانی از تحلیل ها انجام شده است تا تأثیر پارامتر هایی چون فرکانس بار (برای بار چرخشی)، مکان و اندازه ی عرض پی و سرعت موج برشی خاک، بر روی مکان و بزرگای فشار دینامیکی خاک آشکار شود. نتایج، کارایی و انعطاف پذیری روش mlpg را نشان می دهند و همچنین یک محدوده ای بحرانی برای فرکانس نیرویی و مکان بارگذاری مشخص می کنند که در آن فشار مقاوم در طول مدت بارگذاری به حداکثر مقدار خود می رسد. ضمناً علاوه بر موضوع تحقیق، روش mlpg در محیط های الاستوپلاستیک نیز پیاده شده است و مسئله، تحت بارگذاری زلزله مورد بررسی قرار گرفته است.

تقریباً از زمان معرفی دیوارهای برشی بتنی به عنوان سیستم مهار جانبی در مقابل زلزله از حدود دهه هشتم قرن بیستم میلادی، دیوارهای برشی فولادی نیز به همین منظور مطرح شدند اما نبود شناخت کافی از رفتار پانل های برشی فولادی و همچنین نبود فناوری اجرایی کافی باعث شد از این سیستم سازه ای کمتر استفاده شود. اما امروز با توجه به پیشرفت های صورت گرفته در روش های عددی و نرم افزارهای مربوط به آن و آزمایشات صورت گرفته بر روی دیوارهای برشی فولادی در دهه های اخیر، می توان بررسی های بیشتری را برای هر چه کاربردی تر کردن این عضو سازه ای صورت داد زیرا تمامی این تحقیقات بر سختی و مقاومت پس از کمانش و رفتار مناسب این عضو سازه ای صحه گذاشته اند. در تحقیق حاضر تحلیل دینامیکی ضمنی رفتار دیوارهای برشی فولادی دارای باز شو تحت بارگذاری چرخه ای به روش اجزا محدود با ملاحظات رفتار غیر خطی مصالح و هندسی و همچنین اثرات سخت شوندگی فولاد و باوشینگر صورت گرفته است. مدل های با درصد بازشو از 4 تا 25 و همچنین مدل هایی با موقعیت های مختلف بازشو مورد تحلیل قرار گرفتند. از نتایج تحلیل ها مشاهده شد که اگر چه تقریباً در تمامی حالات وجود باز شو با سطح قابل توجه از سختی دیوارهای برشی فولادی و همچنین با تمرکز تنش در گوشه های باز شو از مقاومت نهایی پانل های برشی می کاهد اما مقدار این کاهش در منحنی های هیستریک کاملاً متأثر از نسبت ضلع بازشو به بعد پانل در هر امتداد و موقعیت بازشو است. همچنین می توان کاهش مقاومت دیوارهای برشی فولادی دارای بازشو را با استفاده از یک رابطه خطی با سطح بازشو و کاهش سختی بیشینه دیوارهای برشی فولادی را با استفاده از یک رابطه درجه 2 یا 3 با سطح بازشو پیش بینی کرد. در انتها نیز چنین استنباط شد که موقعیت مرکزی بازشو دارای بیشترین اثر کاهنده بر سختی و مقاومت دیوارهای برشی فولادی است.

زلزله به عنوان یکی از مخرب ترین پدیده های طبیعی است که همواره آسیب هایی را برای انسان ها و سازه ها ایجاد می کند. در چند دهه گذشته مطالعات گسترده ای به منظور دستیابی به روش هایی برای محافظت از سازه ها و افزایش ایمنی و اطمینان به آن ها انجام گرفته است. مطالعه روی روش های کنترل سازه ها جهت مقابله با بلایای طبیعی به خصوص زلزله، در انواع مختلفی از سازه ها به ویژه سازه های بلند در سال های اخیر توسعه یافته است. ازجمله سیستم های کنترل رفتار دینامیکی سازه ها، سیستم های کنترل نیمه فعال هستند که توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده اند. میراگرهای mr یکی از انواع این سیستم ها هستند. این میراگرها نسبت به اعمال تغییر در میدان مغناطیسی با تغییر رفتار عکس العمل نشان می دهند. از مزایای این میراگرها، عدم نیاز به منبع بزرگ انرژی خارجی، قابلیت تنظیم نیرو، محدوده عمل گسترده، پاسخ سریع و عملکرد ایمن در هنگام آسیب می باشند. در این تحقیق، کارایی دو الگوریتم کنترلی فضای مودال غیر وابسته (imsc) و غیر وابسته اصلاح شده (mimsc) در حالت کنترل نیمه فعال، با وجود میراگرهای mr و بر مبنای نیروی میرائی تنظیم شده مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور کاهش پاسخ های سازه تحت اثر نیروی زلزله از میراگرهای mr بزرگ مقیاس استفاده شده است و یک قاب برشی یازده طبقه دو بعدی و یک ساختمان دوازده طبقه اداری واقع در رشت به عنوان مثال های عددی مورد بررسی قرار گرفته اند. معادلات حرکت سازه در فضای حالت نوشته و حل شده است. در این رساله در روش های imsc و mimsc، سه مود اول در قاب برشی و ده مود اول در ساختمان دوازده طبقه سه بعدی در نظر گرفته شده است. پاسخ های سازه های مورد مطالعه، تحت اثر هفت زلزله مرجع و در حالت های کنترل نیمه فعال با الگوریتم های کنترلی imsc، mimsc و lqr و دو حالت کنترل غیرفعال passive off و passive on با استفاده از میراگرهای mr بزرگ مقیاس با میرایی تنظیم شونده مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه نتایج حاصل نشان دهنده عملکرد قابل قبول الگوریتم imsc به عنوان یک گزینه در تنظیم نیروی کنترل بوده است. هم چنین نتایج روش mimsc برتری مشهودی نسبت به حالت اصلاح نشده در یک کنترل نیمه فعال دارد.

بارهای دینامیکی از جمله زلزله خسارات جبران ناپذیری را بر سازه ها وارد می آورند. محافظت ساختمان ها در مقابل این بارها همواره یکی از چالش های بزرگ مهندسین بوده است. سیستم های کنترل سازه به عنوان یکی از راه های موثر در کاهش پاسخ های لرزه ای سازه ها شناخته شده است که در این میان، سیستم های کنترل نیمه فعال به دلیل قابلیت بالا در کنترل سازه ها و حفظ پایداری آن ها بدون نیاز به منبع بزرگ انرژی مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از رایج ترین ابزار کنترل نیمه فعال، میراگرهای mr می باشد که به دلیل خصوصیات منحصربه فرد آن بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته است. الگوریتم های کنترلی به منظور مدیریت سیستم های کنترلی و انجام محاسبات موردنیاز جهت تولید نیروهای کنترل نقش کلیدی در کنترل سازه ها ایفا می کنند. با استفاده از الگوریتم بهینه آنی به عنوان یکی از الگوریتم های شناخته شده، در سیستم های کنترل نیمه فعال، می توان امکان بهره برداری از ظرفیت هرچه بیشتر ابزار کنترل را فراهم آورد و پاسخ های لرزه ای را تا حدامکان کاهش داد. در این تحقیق، کنترل آنی نیمه فعال ساختمان های بلند مجهز به میراگرهای mr در اثر زلزله های نزدیک گسل مورد مطالعه قرار می گیرد. برای این منظور، دو مدل سازه ای در نظر گرفته شده است. ابتدا یک سازه قاب برشی 11 طبقه دو بعدی و سپس یک ساختمان 12 طبقه سه بعدی مورد مطالعه قرار می گیرد. برای بررسی تاثیر عملکرد سیستم نیمه فعال، میراگر های mr برای کنترل این دو مدل مورد استفاده قرار می گیرند و عملکرد سیستم کنترلی تحت 7 زلزله مرجع مشاهده می گردد. در تعیین پاسخ های لرزه ای سازه، معادلات حرکت ساختمان به معادلات فضای حالت آن تبدیل شده و حل می گردند. در این رساله، برای سیستم کنترلی نیمه فعال ابتدا از الگوریتم های کنترلی lqr و بهینه آنی بهره گرفته شده و سپس برای بررسی تاخیر زمانی موجود در سیستم کنترلی از الگوریتم آنی پیش بینی استفاده شده است. نتایج حاصل از هریک از الگوریتم های یادشده با هم مقایسه می گردند. میراگرmrبکارگرفته شده در کنترل سازه با تغییر در ولتاژ ورودی به آن، نیروی میرایی جهت کاهش پاسخ های سازه را تولید می کند که برای محاسبه ولتاژ ورودی به آن از یک مدل وارون استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با تجهیز سازه به میراگرهایmr و بهره گیری از الگوریتم های lqr، بهینه آنی و آنی پیش بینی، پاسخ های لرزه ای کاهش قابل توجهی می کند. در بررسی الگوریتم های کنترلی می توان مشاهده کرد که الگوریتم آنی در تعیین نیروهای کنترلی بهینه مطابق با شرایط واقعی کنترل سازه نسبت به الگوریتم lqr برتری دارد. همچنین مشاهده می شود که الگوریتم آنی پیش بینی از قابلیت بالایی در مقابله با اثرات منفی تاخیر زمانی موجود در سیستم کنترلی نیمه فعال برخوردار است

سازه های جدید مهندسی عمران روز به روز باریک تر، بلندتر و سبک تر می شوند و به تبع آن ظرفیت میرایی طبیعی آن ها کوچک تر می گردد. این روند اهمیت تکنولوژی میراگر ها را برای کاهش پاسخ های سازه افزایش می دهد. از جمله ابزارهای کنترلی که برای این منظور کاربرد وسیعی دارند میراگرهای جرمی تنظیم شونده اند. اما این میراگرها قادر نیستند خود را نسبت به تغییرات خصوصیات سازه اصلی وفق دهند و در شرایطی عملکرد خود را از دست می دهند. در این پایان نامه نتایج حاصل از ارزیابی عملکرد یک میراگر جرمی تنظیم شونده نیمه فعال در کاهش لرزش سازه در معرض بارهای دینامیکی زیان آور ارائه می گردد. در این مطالعه از میراگر مگنتورئولوژیکال بزرگ مقیاس به عنوان ابزار نیمه فعال استفاده گردید. میراگر جرمی تنظیم شونده غیر فعال و نیمه فعال به عنوان سیستم های کاهش لرزش استفاده شدند و عملکرد هر یک از این سیستم ها از طریق مدل سازی عددی مورد مقایسه قرار گرفتند. با استفاده از شبیه ساز سیستم دینامیکی سیمولینک متلب (matlab 2010)، یک قاب برشی 11 طبقه در حالت بدون کنترل و حالت کنترل شده توسط سیستم های مذکور مدل سازی شد. این قاب تحت رکوردهای شش زلزله قرار گرفت. پاسخ های آن شامل جابجایی، شتاب و نیروی برشی طبقات ثبت شد و مورد تحلیل قرار گرفت. با توجه به نتایج بدست آمده سیستم میراگر جرمی تنظیم شونده نیمه فعال در کاهش پاسخ های قاب عملکرد مناسبی را از خود نشان داد.

طراحی درست سازه ها در برابر زمین لرزه یک مسئله مهم در علم مهندسی زلزله تلقی می شود که در آن با استفاده از ضریب رفتار مقدار تلاش های سازه در حالت غیرخطی بطور کاملا ساده سازی شده محاسبه می گردد. این در حالی است که در برخی از شرایط به علت مسائل معماری و کمبود فضا برای طراحی ساختمان، ممکن است در ساختمان ها نامنظمی به وجود آید. در این تحقیق نحوه ی محاسبه ضریب رفتار ساختمان شرح داده شد و دو دسته ساختمان نامنظم در پلان و ارتفاع در تعداد طبقات سه، پنج ، هفت و نه طبقه که دارای سیستم لرزه ای قاب خمشی بتنی با شکل پذیری متوسط مطابق مبحث ششم مقررات ملی ایران بودند، مورد بررسی قرار گرفتند و برای آن ها ضریب رفتار و نواحی تشکیل مفاصل پلاستیک و حالت نهایشان بررسی شدند. برای تحلیل این ساختمان ها از آنالیز پوش آور معمولی و مودال برای پیش بینی رفتار سازه استفاده گردید که در آنالیز پوش آور مودال مشخص گردید که به علت نامنظمی دوره تناوب چند مود اول خیلی نزدیک به یکدیگر بوده و حداقل یکی از سه مد اول سازه دارای رفتار پیچشی می باشد و نیز با افزایش تعداد طبقات پیچش حاصل از نامنظمی در پلان افزایش یافته و باعث کاهش شکل پذیری و ضریب رفتار سازه خواهد شد. همچنین مشخص گردید که وجود نامنظمی باعث به وجود آمدن مفصل پلاستیک در ستون ها می گردد که در این مورد ساختمان ها با نامنظمی در ارتفاع نسب به نامنظمی در پلان بحرانی تر می باشند و نیز مشخص گردید که آنالیز پوش آور معمولی در ساختمان ها با نامنظمی در ارتفاع جواب درستی از خود نشان نمی دهند. نامنظمی درپلان و ارتفاع، قاب خمشی بتنی، آنالیز پوش آور مودال، شکل پذیری متوسط ، ضریب رفتارساختمان

در طراحی ساختمانها همواره پارامترهایی وجود دارند که دارای نامعینی هستند. طراحی در فضای نامعین باید به گونه ای باشد که سازه نسبت به نامعینی های موجود در خواص مقاومت مصالح مانند ضریب پوآسون، مدول الاستیسته و نامعینی هایی که به خاطر مدل ریاضی، بار وارده، اغتشاشات و همچنین نامعینی هایی که به خاطر عدم دقت در فرآیند ساخت بوجود می آید مقاوم باشد. در این پایان نامه هدف طراحی مقاوم ساختمانها از دید چندین تابع هدف با استفاده از الگوریتم های تکامل تدریجی است. متغییر های طراحی شامل ابعاد اجزای سازه ای ساختمان می باشند و توسط الگوریتم های تکامل تدریجی به گونه ای بدست می آیند که دو تابع هدف شامل وزن و بیشینه جابجایی نسبی در طبقات ساختمان به طور همزمان کمینه گردند. از طرفی نسبت بیشینه تنش موجود به تنش مجاز در تیرها و ستونها به عنوان یکی از قیدهای مساله در نظر گرفته شده است. با استفاده از بهینه سازی چند هدفی مجموعه نقاط پارتو شامل نقاط بهینه غیر برتر ارائه می شوند و نقطه مصالحه طراحی از دید تمامی توابع هدف انتخاب می شود. پارامترهای نامعین شامل خواص مقاومت مصالح و بارهای وارده بر سازه و ابعاد سازه می باشد. برای در نظر گرفتن نامعینی پارامترها از تابع چگالی احتمالاتی(pdf)که نشان دهنده نحوه تغییرات آن پارامتر و احتمال وقوع آن در بازه تغییراتش است، استفاده می شود. در این پایان نامه برای طراحی در فضای نامعین احتمالاتی از ترکیب دو دیدگاه طراحی مقاوم(rdo) و طراحی بر اساس قابلیت(rbdo) اطمینان استفاده می شود. بنابراین، برای در نظر گرفتن قیود طراحی از احتمال شکست و برای عملکرد مقاوم میانگین و واریانس توابع هدف استفاده می شود. مطالعات عددی برای دو قاب پنج و ده طبقه انجام شده است. مقایسه نتایج حاصل از تحلیل در فضای معین و نامعین نشان دهنده عملکرد بسیار مقاومتر سازه ای است که در فضای نامعین طراحی شده است.

فولاد به عنوان یکی از پر مصرف ترین مصالح ساختمانی از اهمیت بسیاری در ساخت وسازهای مهندسی برخوردار است. رفتار پلاستیک فولاد و تجربه تغییر شکل هایی در محدوده ای فراتر از حد الاستیک می تواند شرایطی را فراهم کند تا سازه علاوه بر ایمن بودن، از لحاظ اقتصادی نیز قابل قبول باشد. همچنین از آن جا که روش های تحلیلی در عمل دارای محدودیت هایی هستند، روش های عددی جایگاه برجسته ای در تحلیل سازه ها پیدا کرده اند. از این میان روش اجزای محدود با توجه به الگوریتم ساده و دقت بالا مورد توجه غالب طراحان و محققان قرار گرفته است.در این پژوهشرفتار یک عضو فولادی در شرایط الاستوپلاستیک و تحت شرایط بارگذاری کنترل جابجایی بررسی و مدلسازی می شود. در این راستا معیارهای تسلیمی چون فون میسز و ترسکا مرتبا بررسی و وضعیت ماده رصد می شود. در واقع آنچه در این پژوهش بدان دست یافته ایم، متشکل از اعمال تئوری های رفتار الاستوپلاستیک (تئوری های الاستیک، اعمال معیارهای تسلیم، قانون جریان، تئوری پلاستیسیته کامل، تئوری سخت شوندگی و غیره ) در چهارچوب المان محدود و استفاده از نرم افزار matlab برای برنامه نویسی بوده است. در پایان مثال های عددی مختلف برای اعتبار سنجی و بررسی کارایی، برنامه نویسی انجام شده ارائه شده است که می توان به قابلیت لینک شدن این برنامه به نرم افزار های مشابه و به اختیار گرفتن معیار تسلیم فون میسز و ترسکا به انتخاب کاربر اشاره کرد.

روش جداسازی پایه سازه ها، به عنوان یک روش کنترل غیرفعال سازه ای از زمان های دور تاکنون برای محافظت سازه در برابر نیروی زلزله مورد استقبال محققین قرار گرفته و تا حدودی اجرایی شده است. انواع مختلفی از جداگرها پدید آمدند که در دو دسته کلی می توان آنها را به جداگرهای خطی و غیر خطی تفکیک نمود. از آنجا که جداگرهای خطی تحت تحریک باد یا زلزله خفیف ممکن است، تغییر مکان های افقی نامطلوبی داشته باشند، لزوم استفاده از جداگر غیر خطی نمایان می شود. جداگر غیر خطی مورد استفاده در این پژوهش، جداگر لاستیکی با هسته سربی (lrb) است. در این جداگر، نیروی غیرخطی هسته سربی باعث مشکل شدن طراحی کنترلرها در سیستم کنترل هیبریدی خواهد بود. بنابراین، یک تابع خطی جایگزین ترم هیسترزیس نیروی غیرخطی شده که دارای رفتاری مشابه با آن می باشد. به دلیل سختی کم جداگر پایه، لزوم استفاده از ابزارهای میرایی در سطح جداسازی به منظور کاهش تغییر مکان پایه امری آزموده شده است از اینرو از میراگر mr به عنوان ابزار کنترل استفاده شده است. جریان ورودی به میراگر mr با هدف برقرار کردن تعادل مناسب میان تغییر مکان پایه و شتاب های سازه ای به صورت جریان نمایی تعریف شده است که آنرا جریان نمایی نامگذاری کردیم. در انتها، این مجموعه کنترلی پیشنهاد شده، اعتبار سنجی شده و مشخص شده است که شتاب سازه ای و دریفت میان طبقه و همچنین تغییرمکان پایه به طور همزمان مقادیر مطلوبی داشته اند.

در سال های اخیر، تولید مصالح با مقاومت بالاتر و بهبود روش های تحلیل سازه، مهندسین سازه را قادر به ساخت سازه های بلند انعطاف پذیر کرده اند. با این وجود میرایی کم این سازه ها، سبب افزایش احتمال خرابی سازه ها در برابر بارهای خارجی مانند باد و زلزله شده است. همچنین ارتعاشات سازه با دامنه زیاد موجب عدم آسایش و اطمینان خاطر ساکنین آن ها می-شود. استفاده از سیستم های کنترلی، یکی از راهکارهای کاهش ارتعاشات این سازه ها می باشد. ازجمله سیستم های کنترل رفتار دینامیکی سازه ها، سیستم های کنترل نیمه فعال هستند که توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده اند. میراگرهای mr یکی از ابزارهای مورد استفاده در کنترل نیمه فعال هستند. این میراگرها با سیال کنترل شونده توسط میدان مغناطیسی کار می کنند. از مزایای این میراگرها، عدم نیاز به منبع بزرگ انرژی خارجی، قابلیت تنظیم نیرو، محدوده عمل گسترده، پاسخ سریع و عملکرد ایمن در هنگام آسیب می باشند. به دلیل اهمیت بالای کنترل ارتعاشات ساختمان های بلند در مقابل نیروهای دینامیکی باد، در این تحقیق، یک قاب برشی 20 طبقه فولادی مدل سازی شده و به عنوان مثال عددی مورد بررسی قرار گرفته است. نیروهای دینامیکی باد در تراز هر طبقه نیز محاسبه و به عنوان نیروی خارجی به سازه وارد می شود. سپس معادلات حرکت سازه در حالت های کنترل نشده و کنترل شده در فضای حالت نوشته و در نرم افزار matlab حل شده اند. هدف از این تحقیق بررسی عملکرد میراگر mr بزرگ مقیاس مبتنی بر نیروی میرایی تنظیم شده، در ساختمان های بلند تحت اثر نیروی دینامیکی باد می باشد. پاسخ های سازه مورد مطالعه، تحت اثر نیروهای دینامیکی باد در حالت کنترل نیمه فعال با دو الگوریتم کنترلی lqr و lqg با استفاده از میراگر mr با میرایی تنظیم شده، مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه نتایج حاصل، نشان دهنده عملکرد مناسب میراگرهای mr در کاهش پاسخ های سازه های بلند تحت اثر نیروی باد می باشد. همچنین با بررسی نتایج به دست آمده از دو الگوریتم کنترلی lqr و lqg مشاهده شد که کارایی هر دو روش در کاهش پاسخ های سازه تقریبأ یکسان بوده است.

سیستم های کنترل به عنوان یکی از بهترین روش های کاهش آسیب پذیری سازه در برابر بلایای طبیعی و خطرات محتمل مورد توجه قرار گرفته است. میراگرهایی که با سیال کنترل شونده توسط میدان مغناطیسی عمل می کنند یکی از انواع سیستم های کنترلی مورد استفاده در سازه ها هستند که به صورت نیمه فعال عمل می کنند. این نوع میراگرها نسبت به اعمال میدان مغناطیسی با تغییری سریع در رفتار سیال عکس العمل نشان داده و به دلیل سادگی و گستردگی محدوده عملکرد و همچنین عدم نیاز به منابع انرژی خارجی پر قدرت مورد توجه قرار گرفته اند. در مطالعه حاضر کنترل نیمه فعال رفتار ساختمان های مجهز به میراگر mrمبتنی بر مدل وارون به منظور کاهش پاسخ های سازه تحت اثر بار ضربه و انفجار مورد بررسی قرار می گیرد. به این منظور مدلی دقیق برای میراگرهای mrبزرگ مقیاس در نظر گرفته شده و عملکرد آن در یک قاب برشی 11 طبقه دو بعدی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات حرکت ساختمان مجهز به میراگر mr نوشته شده و در فضای حالت حل می شوند. در این بررسی سیستم کنترل نیمه فعال به کمک الگوریتم کنترلی lqr و مدل وارون پیاده سازی می شوند. مقایسه دو حالت کنترل نشده و کنترل نیمه فعال حاکی از آن است که پاسخ ها شامل جابجایی، سرعت و نیروی برشی طبقات با کاربرد میراگر در هر دو حالت بارگذاری انفجاری و ضربه کاهش قابل توجهی نشان می دهد.

از سال 1970 مهندسان سازه، از دیوارهای برشی فولادی نیز به عنوان یک سیستم موثر مقاوم باربر جانبی و اقتصادی در ساختمان های جدید بلند مرتبه، برای مقابله با نیروهای ناشی از باد و زلزله در نواحی با لرزه خیری بالا استفاده نموده اند. در این تحقیق تلاش می شود تا با مدل سازی یک مدل اجزا محدود غیرخطی از یک سیستم دیوار برشی فولادی که مدل آزمایشگاهی آن صورت گرفته است صحت سنجی کار برای ادامه تحقیق انجام گیرد. پس از صحت سنجی مدل اجزا محدود ابتدا بررسی تاثیر افزودن سخت کننده ها به دیوار برشی فولادی بدون بازشو صورت گرفته و منحنی های بار – تغییر مکان انواع حالات سخت کننده و نمودار فون – میزس استخراج گردید. در ادامه سپس تاثیر بازشو های متفاوت از لحاظ اشکال وابعاد و موقعیت های مکانی متفاوت در پانل دیوار برشی فولادی مورد بحث و بررسی و در آخر کار تاثیر حالات مختلف سخت کننده بر روی رفتار دیوار برشی فولادی دارای بازشو مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل شده از انجام این تحقیق حاکی از این می باشد که ورق موجود در سیستم دیوار برشی فولادی ، سختی ومقاومت قاب خمشی را به مراتب افزایش می دهد.در سیستم دیوار برشی با توجه به عمل میدان کشش ایجاد شده، باعث می شود که ورق فولادی به حالت نهایی و پلاستیک رسیده و از بروز پلاستیک شدن قاب و ستون جلوگیری می نماید.با توجه به صلبیت و سختی بالای ستون های مورد استفاده در سیستم دیوار برشی فولادی، استفاده از ورق های نازک را در این سیستم مقدور می سازد. اگر چه با افزایش ضخامت ورق فولادی، سختی سیستم افزایش می یابد ولیکن بدلیل اینکه امکان پلاستیک شدن ستون ها را از یک سو در بر دارد و از سوی دیگر شکل پذیری سیستم را کاهش می دهد، از لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه نمی باشد. افزودن سخت کننده ها، افزایش سختی سیستم و مقاومت برشی الاستیک و نهایی سیستم را در بر دارد. افزودن سخت کننده در راستای میدان کشش به مراتب نسبت به سایر سخت کننده ها موثرتر در افزایش سختی سیستم می باشد.تعبیه بازشو در سیستم باعث کاهش مقاومت سیستم گردیده و افزایش نسبت سطح بازشو به ورق فولادی، باعث افزایش مقدار کمانش خارج از صفحه ی ورق فولادی و کاهش سختی و مقاومت سیستم، بصورت خطی می شود. افزودن سخت کننده در سیستم دارای بازشو باعث بهبود رفتار و افزایش مقاومتی آن می گردد.

اقیانوس ها، که سکوهای دریایی در آن ساخته می شوند، شرایط محیطی بسیار سخت و پیچیده ای را تحمل می کنند. نیروهای دینامیکی که شامل باد، موج، جریان و زلزله است روی طراحی سکوهای فراساحلی تاثیر می گذارد. بارهای دینامیکی نه تنها روی عملکرد یک سکوی فراساحلی، بلکه همچنین روی ایمنی و بهره برداری سازه نیز تاثیرگذار هستند. لذا این بسیار حائز اهمیت است که واکنش کلی یک سکوی دریایی را در ارتباط با بارهای شدید دینامیکی کاهش دهیم. در این رساله، کاهش ارتعاشات سکوهای دریایی ثابت از نوع جکت، که با استفاده از ترکیب میراگر mr و جداساز لرزه ای به صورت نیمه فعال کنترل شده اند، مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف استفاده از ترکیب جداگر لرزه ای و میراگر mr، کاهش ارتعاشات ایجاد شده توسط موج روی سکوهای جکت دور از ساحل می باشد. به همین منظور در این پژوهش، یک سکوی دریایی فراساحلی از نوع جکت که تحت تاثیر نیروهای هیدرودینامیکی موج قرار دارد به صورت یک قاب دو بعدی در نرم افزار متلب مدل شده است. همچنین، نیروهای موج بر اساس تئوری موج استوکس و معادله موریسون مدل سازی شده اند. استراتژی پیشنهادی برای فرونشاندن لرزش سکوی دور از ساحل به این ترتیب است که یک سیستم جداساز بین سازه جکت و عرشه گذاشته می شود. بکارگیری جداگرها امکان کاهش شتاب منتقل شده به عرشه را فراهم ساخته است. به منظور کم کردن میزان جابجائی نسبی بین عرشه و سازه جکت، میراگرهای mr مورد استفاده قرار گرفته اند. استفاده همزمان از مدل مناسب میراگر و کنترولر لیاپانوف امکان تنظیم نیروی استهلاکی ابزار را فراهم ساخته است. این پژوهش نشان داده است که، استفاده از ترکیب جداگر لرزه ای و میراگر mr با قابلیت تنظیم نیروی استهلاکی می تواند تاثیر مناسبی در کاهش همزمان جابجائی و شتاب منتقل شده به سکو داشته باشد.

استفاده ازجداگرهای پایه یکی از روش های کنترل غیر فعال سازه ها است که در قرن بیستم به طور گسترده ای مورد مطالعه قرار گرفته است.یکی از مشکلات عمده جداگرها، تغییر مکان قابل توجه آنها،تحت تحریکات ناشی از زمین لرزه است که احتمال خرابی آنها و یا واژگونی سازه را بالا میبرد. برای جلوگیری از این مشکلات و کنترل جابجایی تراز کف، از میراگرهای الحاقی استفاده میشود.در این پژوهش عملکرد سیستم کنترل ترکیبی جداگر اصطکاکی و میراگرmr را در کاهش ارتعاشات ساختمان مورد بررسی قرار می گیرد.

پل های بزرگراهی به عنوان یکی از مهم ترین شریان های ارتباطی، از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند، به این مفهوم که پس از وقوع زلزله باید همچنان به کاربری خود ادامه دهند. از اینرو کنترل این پل ها در مقابل زلزله بسیار ضروری است. تحت زلزله های قوی، پل های بزرگراهی، تغییرات غیرخطی شدیدی که ناشی از تغییر شکل غیر ارتجاعی در مفاصل پلاستیک پایه ها و محل تلاقی عرشه های مجاورند را متحمل می شوند. کنترل نیمه فعال روشی موثر در کاهش بازتاب سازه ها بدون نیاز به منبع عظیم انرژی است، بدین صورت که وسیله کنترل کننده با صرف مقادیر ناچیزی از انرژی، مشخصات فیزیکی خود را به نحوی تغییر می دهد که بیشترین میزان انرژی را از زلزله جذب کرده و مانع از جذب این انرژی توسط المان های سازه ای و در نتیجه خرابی و خسارت گردد. از سوی دیگرحسگرها نقشی کلیدی در جمع آوری اطلاعات لازم جهت تجزیه و تحلیل آنها در هسته کنترل ایفا می کنند. بدین جهت عملکرد و محل نصب آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در تحقیق پیش رو عملکرد میراگرهای نیمه فعال و تأثیر محل نصب حسگرها درعملکرد مجموعه کنترل طراحی شده در پل های بزرگراهی مورد بررسی و مطالعه بیشتر قرار گرفته است.سازه مورد بررسی پل بزرگراهی معیار واقع در orange county کالیفرنیای جنوبی است. پل بزرگراهی بتنی دارای شاهتیر باکس پیش تنیده در جاریز بوده و دارای دو دهانه هرکدام به طول 58.5 متر است که عرض دهانه شرقی 12.95 متر و عرض دهانه غربی 15 متر می باشد و بزرگراهی چهارخطه روی پل احداث می گردد. پایه ای که زیر عرشه قرار گرفته از بتن پیش تنیده و با طول 31.4 متر و ارتفاع 6.9 متر روی دو گروه شمع قرار گرفته است. در هر سمت پل و بین دو پایه انتهایی 4 عدد صفحه الاستومریک و 4 دمپر مایع نهاده شده است و هر پایه انتهایی زاویه 33 درجه با افق دارد.در این سازه جهت مستهلک نمودن نیروی زلزله از 16 عدد ابزار کنترل که مابین پایه های انتهایی و عرشه جاسازی می شوند استفاده می شود؛ که این ابزارها در سیستم غیرفعال از نوع میراگر ویسکوز غیرخطی، در سیستم فعال از نوع محرک هیدرولیک ایده آل و در سیستم نیمه فعال میراگر مگنتورئولوژیکال (mr) می باشند. همچنین تعداد 28 حسگر شتاب سنج و مبدل تغییر مکان جهت جمع آوری اطلاعات در هر نقطه و در هر گام زمانی در زلزله های در نظر گرفته شده در پل قرار داده شده اند.الگوریتم کنترل بکار رفته در سیستم نیمه فعال پیشنهادی الگوریتم lqg بوده که خروجی آن نیروی بهینه کنترل می باشد. لذا جهت سازگار نمودن این الگوریتم با میراگر نیمه فعال mr قرار داده شده در مدل ارزیابی، الگوریتم وارون به سیستم الحاق گردید تا با ورودی های نیروی کنترل بهینه، سرعت و جابجایی نقاط نصب میراگرها، ولتاژ بهینه را که همواره عددی مابین صفر و یک است به میراگر نیمه فعال تحویل دهد.

سیستم های کف- جداساز لرزه ای یکی از مورد پذیرش ترین سیستم های کنترل غیرفعال می باشند که پاسخ های سازه را کاهش داده و میزان خسارت به تجهیزات حساس درون سازه را تا حد زیادی می کاهند. به تازگی یک روش جدید به نام تضعیف و تعدیل سازه معرفی شده است که باعث کاهش نیروهای لرزه ای و دریفت به طور هم زمان می گردد. در این پایان نامه برای تضعیف سازه بدون تغییر شکل های دائمی از دستگاه سختی منفی (nsd) استفاده می کنیم. بر طبق نتایج بدست آمده بهترین حالت زمانی است که جداگر، میراگر mr و دستگاه سختی منفی با یگدیگر ترکیب شده و منجر به کاهش قابل توجه برش پایه، تغییرمکان پایه و شتاب پایه سازه می شوند.

یکی از این دستگاه های مستهلک کننده غیرفعال، میراگرهای hdrd هستند که از ترکیب لاستیک های با میرایی بالا و صفحات فولادی تشکیل شده اند. در شاخه ی مهندسی زلزله لاستیک های با مشخصات استهلاکی، معمولاً با لاستیک های با میرایی بالا شناخته می شود که به طور گسترده در جداسازهای لرزه ای پل ها و ساختمان ها مورد استفاده قرار گرفته است اما اخیراً این لاستیک ها برای سیستم های مستهلک کننده به عنوان میراگر به منظور افزایش سختی و ظرفیت میرایی سازه، مورد استفاده قرار گرفته است.

در سال های اخیر مسائل معیار جهت مقایسه ی پاسخ های انواع سیستم های کنترلی مختلف، مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته اند.در واقع محققین با اعمال تغییرات مختلف در الگوریتم ها، دستگاه ها، سنسورها و غیره در یک مدل مشخص، می توانند مقایسه ی مستقیمی روی نتایج، که در قالب شاخص های کارایی بیان می شوند داشته باشند. مدل معیار مورد استفاده در این رساله سه بعدی بوده که با استفاده از نرم افزار matlab مدل شده و دارای 8 طبقه، 8 میراگر mr اولیه در سطح جداساز در دو جهت و 61 جداساز پاندولی اصطکاکی و 31 جداساز الاستمری خطی است. به طور کلی، هدف از مطالعات معیار مقایسه عملکرد روش های کنترلی مختلف است، اما در این پایان نامه سعی شده با استفاده از الگوریتم کنترل clipped optimal تاثیر کاهش تعداد میراگرها بر شاخص های کارایی و پیچش سازه مورد بررسی قرار گیرد، سپس برای پاسخ به این پرسش که سازه با تعداد کمتر میراگر با ظرفیت بیشتر کارایی بهتری دارد یا با تعداد بیشتر میراگر با ظرفیت کمتر، تعداد میراگرها را به 14 عدد در دو جهت افزایش می دهیم. نتایج نشان می دهد با کاهش تعداد میراگرها تغییرات چشمگیری در شاخص ها و پیچش سازه بوجود می آید.