چکیده: در حوزه مهندسی عمران، برخی از ابزارها و الگوریتم¬های کنترل در چندین دهه¬ی گذشته به منظور 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 نیمه¬فعال را بدون نیاز به منبع انرژی بزرگ فراهم می¬کنند. میراگرهای mr نیز نوع جدیدی از ابزارهای کنترل نیمه¬فعال هستند که پارامترهای ویژگی آن¬ها را بر طبق قوانین کنترل خاص تنظیم 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 هوشمند نظیر شبکه¬های عصبی از توانمندترین الگوریتم¬های کنترل می¬باشد. تاکنون در کنترلر lqg معمولی نیروی کنترل بدون در نظر گرفتن اثر بارهای محیطی و اغتشاشات در طول زمان واقعی کنترل اندازه¬گیری می¬شد. در این پژوهش از یک فرض منطقی که ارتعاشات اندازه¬گیری نشده نیز در معادلات حالت حرکت سازه و به تبع آن تخمینگر کالمن و تنظیم کننده بهینه موثرند استفاده می¬شود، این امر منجر به ارائه کنترلر mlqg شده است، که از آن برای تولید نیروی مطلوب مورد نیاز شبکه عصبی استفاده می¬شود. یکی از مهمترین موضوعات در کنترل نیمه¬فعال سازه¬ها با میراگر mr انتخاب جریان کنترل میراگر mr با سرعت و دقت است. در این پایان¬نامه شبکه عصبی به همراه کنترلر lqg و mlqg برای کاهش پاسخ سازه پیشنهاد شده است. در پایان برای بررسی این تکنیک کنترلی دو سازه سه و هفت طبقه تحت تحریک دو زلزله مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج شبیه¬سازی نشان می¬دهد که روش کنترل پیشنهادی می¬تواند اثر کنترلی خوبی را بر پاسخ¬های سازه داشته باشد. لازم به ذکر است که برای مُدلسازی از نرم¬افزار matlab استفاده شده است. کلید واژه¬ها: کنترل نیمه¬فعال، میراگر mr، شبکه عصبی، lqg، mlqg

امروزه، تجهیز ساختمان با جداساز لرزه¬ای از روش¬های متداول مقاوم¬سازی لرزه¬ای ساختمان¬هاست. هدف اصلی این روش، کاهش جابجایی نسبی طبقات سازه و در عوض ایجاد حرکت جسم صلب در آن، از طریق نصب مصالحی نرم و انعطاف¬پذیر به نام الاستومر در پای ساختمان می¬باشد. با توجه به کثرت اجرای ساختمان¬های دارای پلان نامنظم و نیز شدت خسارت¬های ناشی از زلزله به این نوع سازه¬ها، در این پایاننامه، مکانیک اندرکنشی سازه نامتقارن جداسازی شده مطالعه می¬شود و معادلات حرکت آن در دو دستگاه مختصات، یکی نصب شده بر پایه¬ی ساختمان (مختصات کلی) و دیگری نصب شده بر کف طبقه جداساز در حال دوران (مختصات محلی)، ارائه می¬گردد. در دیدگاه متداول، معادلات حرکت در سیستم مختصات نخست به فرم خطی به¬دست می¬آیند، حال آنکه در نگرش جدید پیشنهادی این تحقیق، بررسی مکانیک حرکت در سیستم مختصات دوم، به معادلاتی از نوع غیرخطی منجر می¬شود. سه نوع سازه با نسبت¬های فرکانس¬ طبیعی همبسته پیچشی-جانبی به فرکانس طبیعی جهت متقارن معرفی می¬گردد. پاسخ¬های دو مدل خطی و غیرخطی برای 3 نوع سازه، تحت اثر تحریکات هارمونیک و زلزله¬ در تحلیل تاریخچه زمانی و محتوای فرکانسی با یکدیگر مقایسه می¬گردند. در نهایت حداکثر پاسخ زمانی و فرکانسی جهات مختلف در تحلیل قیاسی مقایسه می¬گردند. مشاهده می¬شود که در برخی موارد، تفاوت¬هایی بین دو مدل خطی و غیرخطی وجود دارد. سپس بروز برخی از پدیده¬های غیرخطی نظیر اشباع، انتقال انرژی بین مدها، و جابجایی صلب در 3 نوع سازه¬ بررسی می¬شود.

ارزیابی عملکرد سازه ها در زلزله های گذشته نشان دهنده آن است که نا منظمی در پلان که عامل حرکات پیچشی سازه های نامتقارن است یکی از عوامل اصلی آسیب های شدید این سازه ها می باشد. بیشتر تحقیقات انجام شده در سال های گذشته روی پاسخ های پیچشی الاستیک و غیر الاستیک ساختمان ها صورت گرفته است. در سال های اخیر، مقالات منتشر شده در مورد مدل های یک طبقه، بر روی رفتار غیر ارتجاعی عناصرمقاوم، اثرات تحریک دو جهته، مدل های با دو جهت نامتقارن، و دیگر مباحثی که در تحقیقات گذشته نادیده گرفته شده ، متمرکز شده است. به ویژه رفتار غیر ارتجاعی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است، زیرا که این نوع سازه ها تحت زلزله به دلیل شکل پذیری بیشتر و اتلاف انرژی زلزله کمتر آسیب می بینند.در این تحقیق سعی بر این است که رفتار غیرخطی هندسی (اینرسی غیرخطی) را در عملکرد سازه نامتقارن بررسی کنیم. در این نگرش جدید، دستگاه مختصات در حال چرخان متصل به کف طبقه را مبنای معادلات قرار می دهیم، که علاوه بر ترم های خطی اینرسی روش متدوال، این امر منجر به ظهور ترم های غیر خطی اینرسی در معادلات دینامیکی سازه می گردد. در ادامه به کمک یکی از روشهای آشوب به نام روش مقیاس های چند گانه حل تقریبی مرتبه دوم خطی از معادلات دینامیک غیرخطی را بدست آورده و پدیده های غیرخطی محتمل در نواحی تشدید ترکیبی میان فرکانس های اصلی سازه که نوعاّ به صورت تفاضل فرکانسهای اول و دوم نا متقارن پیچشی- جانبی و فرکانس جهت متقارن رُخ می دهد، بررسی می کنیم. از میان پدیده های غیرخطی محتمل می توان به پدیده اشباع، پرش، انقال انرژی بین مُدها و ... اشاره نمود. همچنین پاسخ زمانی و فرکانسی دو مُدل خطی متدوال و غیرخطی پیشنهادی ارائه شده در این پایان نامه ، روی چند نوع سازه مقایسه و بررسی می شود و نیز تحلیل پایداری در نواحی تشدید ترکیبی به صورت منحنی های نیرو-پاسخ و فرکانس-پاسخ انجام می گردد.