کنترل نیمه فعال سازه های غیر خطی

از آنجایی که سیستم های کنترل نیمه فعال مزایای سیستم های کنترل غیر فعال و فعال را دارا بوده و به خوبی با الزامات و قیود کاربردهای لرزه ای از جمله نیاز به انرژی بسیار کم سازگارند، لذا در تحقیقات و کاربردهای سیستمهای کنترل سازه ها توجه گسترده ای را به خود جلب نموده اند. همچنین میراگر مگنتورئولوژیک (mr) به عنوان یک مکانیزم کنترل نیمه فعال موفق برای کاهش پاسخ لرزه ای، در سال های اخیر بطور گسترده مورد استفاده قرارگرفته است. در اکثر تحقیقات انجام شده در رابطه با کاربرد سیستم های کنترل نیمه فعال، تمرکز عمده بر روی توسعه ی الگوریتم ها و ارزیابی کارآیی مکانیزم های کنترل نیمه فعال در کاهش پاسخ لرزه ای سازه های خطی بوده و تحقیقات در رابطه با سازه های غیر خطی محدود می باشد، در حالیکه تحت تحریکات لرزه ای قوی ممکن است اعضای سازه ای تسلیم شده و سازه وارد ناحیه غیر خطی شود. در این پایان نامه کاربرد میراگر mr برای کاهش پاسخ لرزه ای سازه های غیر خطی بررسی شده است. به خاطر ماهیت غیر خطی ذاتی میراگر mr و همچنین رفتار غیر خطی سازه، یک چالش در کاربرد موثر میراگر mr توسعه ی یک الگوریتم کنترل نیمه فعال مناسب می باشد. برای مدل سازی رفتار دینامیکی میراگر mr از مدل بوک- ون اصلاح شده استفاده شده و الگوریتم کنترل بهینه ی برشی برای کاربرد در سازه های غیر خطی توسعه داده شده است. برای فیدبک پاسخ ها از شتاب که به آسانی قابل اندازه گیری است و برای تعیین نیروهای کنترل مطلوب از استراتژی های کنترل h2/lqg به خاطر کاربرد موفقیت آمیزشان در دیگر کاربردهای کنترل سازه ی مهندسی عمران استفاده شده است. برای اثبات کارآیی روش استفاده شده برای الگوریتم کنترل نیمه فعال و میراگر mr برای کاهش پاسخ های سازه غیر خطی، سازه های 3 و 5 طبقه به صورت قاب برشی با رفتار غیر خطی از نوع دو خطی و هیسترسیس در نظر گرفته شده و میزان کاهش در پاسخ سازه تحت زلزله های مختلف تعیین شده است. آنالیزحساسیت نسبت به پارامترهای مختلف الگوریتم کنترلی ومکانیزم mr انجام شده و برای ارزیابی اثر مشخصات زلزله در عملکرد میراگر mr بر روی قاب های غیر خطی، نتایج تحلیل عددی تحت تحریکات دور گسل و نزدیک گسل گزارش شده اند. نتایج شبیه سازی های عددی کارآیی روش استفاده شده و همچنین میراگر mr را در بهبود پاسخ لرزه ای قاب های غیر خطی نشان می دهند.