کنترل ارتعاشات لرزه‌ای سازه با رفتار غیرخطی به کمک میراگر جرمی و مغناطیسی با الگوریتم منطق فازی براساس سرعت و تغییرمکان

Abstract

در این پژوهش تأثیر بکارگیری میراگرهای جرمی تنظیم‌شده بهینه غیرفعال و میراگر مغناطیسی نیمه‌فعال به صورت جداگانه و نیز با استفاده همزمان از میراگرها در کنترل ارتعاشات لرزه‌ای سیستم یک سازه 12 طبقه فولادی با درنظر گرفتن رفتار غیرخطی سازه مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای مدل‌سازی سازه فولادی و میراگر جرمی تنظیم‌شده از نرم‌افزار اپنسیس[i] و جهت مدل‌سازی اثر میراگر مغناطیسی از نرم‌افزار متلب[ii] استفاده شده است. در نرم‌افزار متلب، ولتاژ مناسب کنترلی برای میراگر مغناطیسی با پیاده‌سازی منطق فازی با تصمیم‌گیری بر اساس سرعت و تغییرمکان تعیین می‌شود؛ سپس با حل معادله دینامیکی میراگر، نیروی آن محاسبه و اثر این نیرو روی مدل سازه 12 طبقه در نرم‌افزار اپنسیس وارد می‌شود. برای اتصال بین دو نرم‌افزار از شبکه TCP/IP به عنوان پُل ارتباطی استفاده شده است. تحلیل‌های دینامیکی افزایشی با استفاده از 7 رکورد زمین‌لرزه با بیشینه شتاب‌های g1/0 تا g1 با گام افزایشی g1/0 انجام شده است. براساس نتایج، الگوریتم منطق فازی با تولید ولتاژ مناسب کنترلی و ارسال آن به میراگر مغناطیسی موجب تطبیق بیشتر سیستم کنترلی ترکیبی میراگر جرمی و مغناطیسی با رفتار سازه شده است. در واقع سیستم‌ کنترلی ترکیبی علاوه بر کاهش حداکثر پاسخ سازه در پالس اصلی زلزله توانایی بیشتری برای کاهش پاسخ سازه تحت اثر پالس‌های ضعیف‌تر و در مجموع کاهش انرژی وارد شده به سازه در طول مدت زمان زمین‌لرزه دارد. سیستم کنترل ترکیبی میراگر جرمی و مغناطیسی پاسخ حداکثر تغییرمکان بام سازه را نسبت به حالت سیستم کنترلی غیرفعال با میراگر جرمی تنظیم‌شده 23 درصد بهبود داده است. این نتایج برای حداکثر برش پایه سازه برابر 9/27 می‌باشد. درصد بهبود مقادیر پراکندگی پاسخ تغییرمکان بام و برش پایه در سیستم‌های مذکور به ترتیب برابر 1/22 و 9/25 درصد می‌باشد. [i] OpenSEES[ii] MATLAB