چکیده: در حوزه مهندسی عمران، برخی از ابزارها و الگوریتم های کنترل در چندین دهه گذشته برای هدف محافظت سازه ها از آثار زیان آور خطرات محیطی همانند زلزله و بادهای قوی پیشنهاد شده اند. اخیراً سیستم های کنترل نیمه فعال توجه زیادی را در بین مهندسین به خود جلب کرده است چرا که این سیستم ها، سازگاری ابزارهای کنترل فعال را بدون نیاز به منبع انرژی بزرگ اراِئه می دهند. میراگرهای mr نیز نوعی جدید از ابزارهای کنترل نیمه فعال هستند که پارامترهای ویژگی شان را بر طبق قوانین کنترل خاص تنظیم می کنند و انرژی ارتعاش را جذب می کنند. الگوریتم های کنترلی مختلفی در تعیین رفتار سیستم کنترل نیمه فعال با میراگر mr مورد تحقیق و آزمایش قرار گرفته اند که در این میان استفاده از سیستم های هوشمندی نظیر منطق فازی وشبکه های عصبی از توانمندترین الگوریتم های کنترل می باشد. یکی از مهمترین موضوعات در کنترل نیمه فعال سازه ها با میراگر mr انتخاب جریان کنترل میراگرmr با سرعت و دقت است. دراین پایان نامه، از الگوریتم پیشنهادی فازی- عصبی نیمه فعال با استفاده از میراگرmr برای کاهش پاسخ لرزه ای سازه استفاده می شود. تکنیک شبکه عصبی اختیار می شود تا مسئله تأخیر زمانی را حل کند و کنترل فازی استفاده شده تا جریان کنترل میراگرهایmr را با سرعت و دقت تعیین کند. در پایان برای بررسی این تکنیک کنترلی، دو سازه یک طبقه(sdof) و سه طبقه (mdof) در دو حالت خطی و غیرخطی تحت شتاب افقی زلزله ال سنترو قرار گرفته و مورد بررسی قرار می گیرند. نتایج شبیه-سازی نشان می دهد که این روش کنترلی می تواند جریان های میراگر mr را با سرعت و دقت تعیین کرده و اثر کنترلی خوبی را بر پاسخ های جابجایی و شتاب سازه دارد. لازم به ذکر می باشد که برای مدل کردن سازه های مورد استفاده در مثال ها و همچنین بررسی کنترل فازی-عصبی نیمه فعال بر روی آنها از نرم افزار matlab استفاده شده است.

در این پایان نامه الگوریتمی ساده مبنی بر مفاهیم تئوری فیبری ارائه شده است که با به کارگیری روش تحلیل ماتریسی غیرخطی و سنجش تنشهای هر عضو با سطح گسیختگی متناظرش، سازه های بتن مسلح تحت بارهای جانبی را در زمان بسیار کوتاه و با دقتی مناسب تحلیل می کند. در مدلسازی اعضاء از المانهای ماکرو با تعداد درجات آزادی محدود بهره گرفته شده است. نتایج به دست آمده از این روش در قالب نمودارهای(نیروی محوری-لنگر خمشی) و (بار جانبی-تغییرمکان) با نتایج آزمایشگاهی و نتایج نرم افزارهای تجاری مانند ansys و sap2000 مورد بررسی قرار گرفتند. با وجود تعداد درجات آزادی محدود و زمان محاسباتی کوتاه، در مقایسه با نرم افزارهای نامبرده، نتایج این الگوریتم مطابقت و همخوانی مناسبی با اختلاف کمتر از 5 درصد با نتایج آزمایشگاهی از خود نشان دادند، که بیانگر دقت بالای الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با نرم افزارهای تجاری موجود می باشد.

در این تحقیق سعی می شود با بررسی رفتار میراگر اصطکاکی پال در مهاربندهای ضربدری در ساختمان های میان طبقه فولادی با یک الگوریتم بهینه سازی که به توضیح آن پرداخته می شود سعی در یک روش سریع و کارآمد در جهت تعداد و چیدمان این میراگرها در یک قاب پرداخته می شود که نتیجه این کار باعث پایین آمدن تغییر مکان نسبی طبقات می باشد.

سیستم های اتلاف انرژی در سازه ها در چند دهه اخیر به طور گسترده ای برای کاهش نیروهای ناشی از زلزله و باد و همچنین کاهش جابجایی های ساختمان ها در حد مجاز آیین نامه ای مورد استفاده قرار گرفته اند. یک نوع از این سیستم های اتلاف انرژی، میراگرهای ویسکوز می باشند که در رده سیستم های کنترل غیرفعال و میراگرهای متناسب با سرعت طبقه بندی می شوند و مورد توجه محققان و پژوهشگران زیادی قرار گرفته است. این میراگرها بر دو نوع خطی و غیرخطی می باشند که نوع کاربردی و معمول آن میراگرهای خطی با ضریب توانی سرعت یک می باشد. در طول یک زلزله و اتلاف انرژی که به علت وارد شدن اعضای سازه به محدوده غیرخطی و غیرارتجاعی رخ می دهد، آیین نامه های طراحی یک ضریب کاهشی(ضریب رفتار) را بر نیروهای وارده به سازه در نظر می گیرند و سازه را برای این نیروهای کاهش یافته در محدوده خطی طراحی می کنند. در این تحقیق تأثیر افزودن میراگرهای ویسکوز در قابهای خمشی بر ضریب رفتار آنها بررسی می شود. برای این منظور سه قاب خمشی فولادی با تعداد دهانه های 3، و تعداد طبقات 1، 3 و 6 انتخاب شده اند، ابتدا این سازه ها در حالت بدون میراگر مورد تحلیل استاتیکی غیرخطی و pga قرار گرفته و ضریب رفتار آنها محاسبه شده است. سپس با تحلیل pgaبر روی سازه هایی که در آنها از میراگر های ویسکوز با ضریب توانی سرعت 1، 8/0 و 6/0 استفاده شده ضریب رفتار آنها نیز در این حالت محاسبه و مشاهده شده که ضریب رفتار سازه ها با میراگرهای ویسکوز در مقایسه با سازه های بدون این میراگرها افزایش یافته است. میانگین ضریب افزایش ضریب رفتار برای سازه 1 طبقه حاصل از تحلیل pga با سه شتاب نگاشت ال سنترو، کوبه و نورتریج برابر با 24/1، وبرای سازه های 3 و 6 طبقه مقدار این ضریب به ترتیب برابر با 46/1 و 66/1 تعیین شده است. در فصل پایانی این سازه ها تحت تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی قرار گرفته و با توجه به پاسخ آنها در سه حالت کنترل شده توسط تغییرمکان، سرعت وشتاب، نیروی میرایی بهینه آنها با توجه به شتاب و برش پایه حداکثر بدست آمده از fema273 برای سازه 1 طبقه 8/92، 3 طبقه 5/235 و سازه 6 طبقه 5/546 (kn) تعیین شده است.

در سال های اخیر به توسعه وسائل موثر در استهلاک انرژی لرزه ای در سازه ها اهمیت بیشتری داده شده است که پاسخ سازه را در ناحیه الاستیک نگه دارد. در این مورد میراگرها برای کم کردن اثر نیروی زلزله به سازه ها استفاده می شوند. برخی از میراگرها با تغییر فرکانس ارتعاشی سازه و با محدود ساختن شتاب انتقالی به سازه مانع نفوذ انرژی زلزله به سازه می شوند. همچنین تکنولوژی هایی برای مستهلک شدن انرژی سازه ای با قرار دادن جرم کمکی توسعه پیدا کرده است. در این تحقیق، سیستم ترکیبی میراگر جرمی ستون مایع به 2 حالت سری و موازی پیشنهاد شده است که هر یک از سیستم ها با استفاده از روابط تک میراگر طراحی شده اند. نسبت جرمی برای طراحی میراگرهای تک 04/0 و برای سیستم های ترکیبی 03/0-01/0، 02/0-02/0 و 035/0-005/0 در نظر گرفته شده است. مهم ترین پارامتر در طراحی این نوع میراگرها تنظیم دقیق فرکانس است. تحلیل تاریخچه زمانی تحت زلزله های نرتریج، طبس و loma prieta برای سازه های 10 و 20 طبقه در نرم افزار شبیه سازی مطلب انجام شده است. عملکرد سیستم های تک و ترکیبی برای سازه ها تحت زلزله ها بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که عملکرد میراگر ترکیبی نیز به نوع زلزله وابسته است و کارایی میراگر ترکیبی در کاهش پاسخ های تغییرمکان بیشتر است. با انتخاب نسبت فرکانسی و نسبت میرایی مناسب می توان کارایی سیستم های ترکیبی سری و موازی را افزایش داد. در سازه های 20 طبقه، با افزایش فرکانس مود اول عملکرد میراگر افزایش یافته است. تحت زلزله نرتریج، سیستم ترکیبی موازی با نسبت جرمی 02/0-02/0 در طبقه بام جذر میانگین پاسخ مربعات تغییرمکان را 65 درصد، جذر میانگین مربعات پاسخ سرعت را 49/58 درصد و جذر میانگین پاسخ شتاب را 28/34 درصد کاهش داده است.