Reliability-Based Optimal Design of Passive Controlled Systems

Fathi Azar, Nayereh and Mohebbi, Mohtasham and Gholizad, Amin (2015) Reliability-Based Optimal Design of Passive Controlled Systems. Masters thesis, university of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (طراحی بهینه‌ی سازه‌های کنترل شده‌‌‌¬ی غیر فعال برمبنای قابلیت اعتماد)
Nayereh Fathi Azar.pdf

Download (284kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Suppressing the structural dynamic vibration is one of the important task in civil engineering. To this end, structural vibration control techniques have been developed. One of the most widely used strategies for passive vibration control is based on applications of the tuned mass damper (TMD). A typical TMD, consisting of a mass, damping and spring which commonly attached to the protected primary structure for suppressing undesirable vibrations induced by external excitations. Mostly, the optimal parameters of TMD are determined using different approaches assuming deterministic system parameters. Due to the inherent uncertainties involved in different model parameters of structure and control system, conventional design optimization without considering uncertainties may result in unreliable designs. In this case, it is necessary to develop an optimization procedure considering uncertainties. One way to deal with this issue is reliability-based design optimization (RBDO), in which additional uncertainty analysis is required. In this research a method has been proposed to design the optimal TMD base on the minimization of the probability of failure considering the model’s parameter uncertainties where for the reliability analysis the Monte Carlo Simulation (MCS) has been used. Because of required extensive numerical analysis, in this work, Artificial Neural Network is applied to approximate the dynamic response. The optimization procedure is performed using Genetic Algorithm. To assess the effectiveness of the proposed method, a ten-storey shear building frame with linear behavior equipped with TMD has been considered. The mass, stiffness and damping of structure and TMD have been selected as random variables and subjected to different earthquake records. Base on the results of the research it has been concluded that the reliability based design method proposed in this study yields a safer design and increased structural reliability.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: طراحی بهینه‌ی سازه‌های کنترل شده‌‌‌¬ی غیر فعال برمبنای قابلیت اعتماد
Persian Abstract: یکی از مسائل مهم در زمینه‌‌ی مهندسی عمران، کاهش ارتعاشات دینامیکی سازه می‌باشد که بدین منظور، تکنیک‌های کنترل ارتعاش توسعه‌ یافته‌اند. میراگرهای جرمی تنظیم‌شده (TMD) متشکل از جرم، فنر و میراگر، یکی از پرکاربردترین سیستم‌های کنترل غیرفعال است که به‌منظور کاهش ارتعاشات سازه‌ای ناشی از نیروهای خارجی بکار می‌رود. پارامترهای بهینه‌ی TMD که بر اساس روشهای مختلف تعیین می¬شود اغلب قطعی فرض می‌شوند. با توجه به عدم قطعیت ذاتی موجود در پارامترهای سیستم کنترل و سازه، طراحی به روش بهینه‌سازی متعارف بدون در نظر گرفتن عدم قطعیت ممکن است منجر به طرح‌های غیرقابل‌اعتماد شود. به همین منظور، توسعه و پیاده‌سازی بهینه‌سازی با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های موجود ضروری است. یکی از روش‌های مقابله با این مشکل طراحی بهینه بر مبنای قابلیت اعتماد (RBDO) است. در این پایان¬نامه طراحی TMD با هدف کمینه‌سازی احتمال خرابی با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های موجود در پارامترهای سیستم انجام می‌شود که برای آنالیز قابلیت اعتماد از شبیه‌سازی مونت‌کارلو (MCS) استفاده‌شده است. با توجه به حجم زیاد محاسبات، در این پژوهش از قابلیت شبکه عصبی مصنوعی برای بازتولید پاسخ دینامیکی سازه‌های تصادفی بهره گرفته‌شده است. همچنین برای تعیین پارامترهای بهینه TMD بر مبنای قابلیت اعتماد از الگوریتم ژنتیک استفاده‌شده است، به‌منظور بررسی عددی روش مذکور، یک سازه 10 طبقه برشی با رفتار خطی مجهز شده به TMD در نظر گرفته‌شده و تمام پارامترهای جرم، سختی و میرایی سازه و سیستم کنترل غیرقطعی فرض شده‌ و تحت رکورد زلزله‌های متفاوت به طراحی بهینه TMD پرداخته‌شده است. نتایج نشان می‌دهد روش طراحی ارائه‌شده در این پژوهش منجر به طراحی ایمن و افزایش قابلیت اعتماد سازه‌ای گردیده است.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Mohebbi, MohtashamUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Gholizad, AminUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Date Deposited: 17 Nov 2018 18:55
Last Modified: 17 Nov 2018 18:55
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1984

Actions (login required)

View Item View Item