عنوان پایان‌نامه
مقایسه روشهای مختلف کنترل نیمه‌فعال سازه‌ها در برابر زلزله با استفاده از میراگرهای MR
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1423;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 45758
- تاریخ دفاع
- ۳۰ شهریور ۱۳۸۹
- دانشجو
- آرمان شکیب
- استاد راهنما
- محمد رحیمیان
- چکیده
- در طول چهار دهه اخیر گرایش و علاقه زیادی به استفاده از سیستمهای کنترل شده برای تخفیف اثر بلایای طبیعی همچون زلزله و باد بر سازه‌های مهندسی عمران مشاهده شده است. در این راستا انواع متنوعی از سیستمهای کنترل در نظر گرفته شده‌اند. میراگرهای MR دسته‌ای از تجهیزات کنترل نیمه‌فعال می‌باشند که در مورد کاهش پاسخ لرزه‌ای سازه‌ها برای آنها آینده درخشانی پیش‌بینی می‌شود. این ابزار می‌تواند با انرژی باتری کار کند، و در عین حال جهت کاربرد در مقیاس واقعی نیروهایی با بزرگی لازم ایجاد نماید. علاوه بر این، ابزار مذکور در ازای هزینه معقول عملکرد قابل اطمینانی را از خود نشان می‌دهد؛ عملکردی که نسبت به تغییرات دمایی کمتر حساس است. هدف از این پایان‌نامه ارزیابی عملکرد برخی از الگوریتمهای کنترل نیمه‌فعال پیشنهاد شده برای میراگرهای MR می‌باشد. بنابراین به دو الگوریتم کنترل پرداخته می‌شود که عبارتند از: کنترل بهینه قطع شده و کنترل اصطکاک همگن تنظیم شده (MHF). از این الگوریتمها در دو مثال عددی استفاده می‌شود. مثال اول مربوط به قابی سه طبقه است که یک میراگر MR بین زمین و طبقه اول آن قرار گرفته است. دومی مربوط به قابی پنج طبقه است که دو میراگر MR در طبقات اول و دوم آن نصب شده است. در این دو مثال برای مدلسازی میراگر از یک مدل ایده‌آل استفاده شده است. مدلهای قابها توسط برنامه سیمولینک و در محیط متلب ساخته شده‌اند. این دو مدل به وسیله زلزله معروف ال‌سنترو تحریک شده‌اند. در ادامه پاسخ این سیستمهای تحریک شده برای هر الگوریتم بررسی می‌شود و عملکرد الگوریتمها بر روی قابها با استفاده از تعدادی معیار عملکرد از پیش تعیین شده مقایسه می‌شود. از آنجا که میراگر MR توان تغییر خصوصیات خود را به صورت دینامیکی داراست، عملکرد سیستمهای کنترل نیمه‌فعال از سیستمهای غیرفعال پیشی می‌گیرد. در ضمن نتایج بیانگر این هستند که عملکرد و هزینه ایجاد سیستم کنترل به الگوریتم انتخابی کاملاً وابسته است.
- Abstract
- In the last four decades or so, there has been a great deal of interest in the use of control systems to mitigate the effects of environmental hazards such as earthquakes and winds on civil engineering structures. A variety of control systems have been considered for these applications. Magnetorheological (MR) dampers are a type of semi-active control devices that appear to be quite promising for seismic response reduction of structures. This device is capable of generating the magnitude of forces necessary for full-scale applications, while being able to operate on battery power. Additionally, this device offers highly reliable operation at a modest cost and its performance is relatively insensitive to temperature fluctuations. The focus of the present research is to assess the performance of some of the control strategies proposed for MR dampers. Two of the semi-active control algorithms are discussed, namely, clipped optimal and modulated homogeneous friction (MHF) control. These algorithms are used in two numerical examples. The first one is a three-story frame with one MR damper installed between the ground and the first story. The second is a five-story frame fitted with two MR dampers on the first and second floors. In these examples, the MR damper behavior is represented by an ideal model. The models are built using Simulink in the MATLAB environment. These two models are excited by the famous Elcentro earthquake record. Then the responses of the excited systems are examined for each algorithm, and the performance of the control algorithms on the systems is compared using several predefined performance criteria. Because the MR damper has the ability to dynamically modify its properties, the performance of the
