بهبود پاسخ لرزه ای سازه های فلزی غیرخطی با استفاده از میراگر جرمی چندگانه‌ی نیمه فعال

محبی, محتشم and مرادپور, سولماز and رسولی, حامد (2013) بهبود پاسخ لرزه ای سازه های فلزی غیرخطی با استفاده از میراگر جرمی چندگانه‌ی نیمه فعال. University of Mohaghegh Ardabili, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
(- abstract-فهرست مطالب).pdf

Download (779kB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

To overcome the shortcomings of passive tuned mass dampers (TMDs) such as limited frequency domain and frequency detuning, semi-active tuned mass damper (SATMD) using variable stiffness or damping has been proposed and its performance on structures has been studied. Also multiple tuned mass dampers (MTMDs) have been used to improve the efficiency of single TMD. Regarding the capability of MTMDs in practical applications, in this paper, designing of multiple SATMD (MSATMD) and assessment its effectiveness in reducing the response of nonlinear structures has been studied where the semi- active characteristic of the system is achieved by modifying the damping. A semi-active control algorithm based on instantaneous optimal control using nonlinear Newmark integration method and clipped optimal control concept has been developed to determine appropriate command signals for selecting the damping coefficient of MSATMD. Also, to optimize the performance of MSATMD, the parameters of semi-active algorithm has been determined using genetic algorithm (GA). For numerical simulations, an eight-story nonlinear steel shear-building frame with bilinear hysteresis behavior subjected to a white noise excitation and by assuming specified values for TMDs parameters( mass, stiffness and damping ) semi-active control system has been designed. In addition, to better evaluation of MSATMD performance, the efficiency of passive single and multiple tuned mass dampers and single SATMD have also been investigated and the results have been compared. The results of numerical simulations show the capability of the proposed method for determination of control signal in designing MSATMD on nonlinear structures. Also, it has been found that under testing earthquakes, MSATMD has worked better or similarly to other control systems. In the case which MSATMD works similarly to other types of control mechanisms, it has some advantages such as small mass and high reliability.

Item Type: Other
Persian Title: بهبود پاسخ لرزه ای سازه های فلزی غیرخطی با استفاده از میراگر جرمی چندگانه‌ی نیمه فعال
Persian Abstract: با توجه به محدودیت‌های میراگر جرمی هماهنگ شده غیر فعال نظیر دامنه فرکانسی محدود و مشکلات نامیزان شدن، مکانیزم‌ میراگر جرمی هماهنگ شده نیمه فعال (SATMD) که در آن از ابزارهایی با میرایی یا سختی قابل کنترل استفاده می‌شود، پیشنهاد شده و عملکرد آن بر روی سازه‌ها مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. از طرف دیگر میراگر جرمی چندگانه (MTMD) برای بهبود عملکرد میراگر جرمی پیشنهاد شده است. با توجه به قابلیت موجود در مکانیزم MTMD به لحاظ کاربردی، در این تحقیق به موضوع بررسی نحوه طراحی و ارزیابی کارایی استفاده از این مکانیزم میراگر جرمی چندگانه نیمه فعال (MSATMD) با میرایی قابل کنترل، در سازه‌های غیرخطی پرداخته می‌شود. جهت تعیین مقادیر ضریب میرایی در هر لحظه، الگوریتم کنترل نیمه فعال براساس قانون کنترل بهینه برشی و الگوریتم کنترل بهینه¬ی آنی با استفاده از روش عددی نیومارک جهت کاربرد در سازه های غیر خطی توسعه داده شده است. برای این منظور قاب برشی 8 طبقه¬ی فلزی با رفتار دو خطی و هیسترسیس تحت اثر ارتعاش اغتشاش سفید قرار گرفته و با انتخاب مقادیر مشخصی برای پارامترهای میراگر جرمی (جرم، سختی و میرایی) به طراحی سیستم کنترل نیمه فعال پرداخته شده است. برای بهینه کردن کارایی این سیستم، پارامترهای الگوریتم کنترل نیمه فعال با استفاده از الگوریتم ژنتیک تعیین شده¬اند. همچنین به منظور ارزیابی بهتر کارایی مکانیزم میراگر جرمی هماهنگ شده نیمه فعال چندگانه، عملکرد مکانیزم های میراگر جرمی‌هماهنگ شده غیر فعال منفرد، چندگانه، و نیمه فعال منفرد نیز بررسی شده و نتایج با هم مقایسه گردیده است. نتایج نشان می دهد که الگوریتم کنترل بهینه ی آنی با استفاده از مفهوم کنترل بهینه برشی برای طراحی میراگر جرمی هماهنگ شده نیمه فعال چندگانه سازه های غیر¬خطی دارای عملکرد مناسبی می¬باشد. همچنین نتایج بدست آمده تحت زلزله های تست نشان می¬دهد که در اکثر موارد MSATMD در مقایسه با سایر مکانیزمها عملکرد مشابه یا بهتری داشته است. در صورتیکه عملکرد MSATMD مشابه سایر مکانیزمها هم باشد، دارای مزایایی نظیر کوچکی حجم و قابلیت اعتماد بالا می باشد.
Subjects: Research Projects
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Date Deposited: 22 Jun 2019 09:46
Last Modified: 22 Jun 2019 09:46
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/7917

Actions (login required)

View Item View Item