کنترل نیمه فعال ارتعاشات لرزه ای ساختمان ها با استفاده از سیستم جرم تنظیم شونده

در این رساله، عملکرد میراگر جرم تنظیم شونده چندجهته (mdtmd) در کاهش ارتعاشات لرزه ای یک سازه نامتقارن ده طبقه تحت اثر همزمان دو مولفه انتقالی نیروی زلزله مورد بررسی قرار می گیرد. میراگر جرم تنظیم شونده پیشنهادشده در این رساله، ضمن مرتفع ساختن مشکلات اجرایی مرتبط با تأمین جرم های بزرگ برای میراگرهای جرمی تنظیم شونده، به راحتی می تواند در امتداد درجات آزادی انتقالی و دورانی سازه عمل نماید. در این تحقیق از میراگر جرم تنظیم شونده در دو حالت غیرفعال و نیمه-فعال استفاده می شود و در حالت نیمه فعال از دو کنترلگر بهینه خطی درجه دو (lqr) و فازی (flc) جهت تعیین بهترین مقدار نیروی لحظه ای میراگرهای ویسکوز موجود در هر یک از دو راستای x و y سازه بهره گرفته می شود. به منظور دست یابی به عملکرد بهینه میراگر جرم تنظیم شونده چندجهته در هر دو حالت غیرفعال و نیمه فعال، مقادیر پارامترهای طراحی میراگر در حالت غیرفعال و نیمه فعال و همچنین مقادیر پارامترهای نرم افزاری تنظیم کننده عملکرد کنترلگرهای lqr و flc مورد استفاده در حالت نیمه فعال با استفاده از الگوریتم ژنتیک مرتب سازی شده نامغلوب و نخبه گرا (nsga-ii)، به صورت چندهدفه بهینه یابی می شوند. عملیات بهینه یابی با هدف کاهش همزمان حداکثر تغییرمکان و شتاب سازه انجام می شود. پس از تعیین مقادیر بهینه پارامترهای طراحی سیستم کنترلی در حالت غیرفعال و نیمه فعال، مقادیر پاسخ های لرزه ای سازه در چهار حالت، شامل حالت های کنترل نشده، کنترل شده با میراگر جرم تنظیم شونده چندجهته غیرفعال و همچنین کنترل شده با میراگر جرم تنظیم شونده چندجهته نیمه فعال دارای کنترلگرهای lqr و flc به دست آمده و با هم مقایسه می گردند. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که جرم تنظیم شونده چندجهته غیرفعال و نیمه فعال به طور مناسبی قادر خواهند بود که مقادیر پاسخ های لرزه ای سازه مورد مطالعه را کاهش دهند. ضمناً با بهینه یابی مقادیر پارامترهای طراحی این سیستم ها، علاوه بر کاهش مقادیر تغییرمکان و شتاب طبقات سازه که به عنوان اهداف بهینه یابی می باشند، مقادیر چرخش، شتاب و تغییرمکان نسبی طبقات سازه و همچنین برش پایه سازه نیز کاهش می یابند. به طور کلی میراگر جرم تنظیم شونده نیمه فعال دارای کنترلگر flc در زمینه کاهش مقادیر تغییرمکان، چرخش، سرعت و تغییرمکان نسبی طبقات سازه و همچنین برش پایه سازه بسیار بهتر از دو حالت غیرفعال و نیمه فعال دارای کنترلگر lqr عمل نموده و به طور بسیار مناسبی مقادیر این پاسخ ها را کاهش می دهد و این در حالی است که در زمینه کاهش مقادیر شتاب طبقات سازه، میراگر جرم تنظیم شونده نیمه فعال دارای کنترلگر lqr عملکرد بهتری را ارائه می دهد.