كنترل نيمه فعال سازه يك درجه آزادي با استفاده از ميراگر مايع با پره قابل تنظيم

Semi-Active Control of a SDOF Structure Using Tuned Liquid Damper with Variable Baffles

روش‌هاي كنترل سازه به دنبال كاهش پاسخ سازه و ارتقاي رفتار ديناميكي سازه تحت اثر بارهاي جانبي مثل باد و زلزله مي­باشد. روش‌هاي كنترلي را مي­توان به سه دسته كلي غير فعال، فعال و نيمه فعال تقسيم نمود. كنترل نيمه فعال علاوه بر قابليت سازگاري كنترل فعال، قابليت اطمينان كنترل غير فعال را دارا مي­باشد. در كنترل نيمه فعال به يك منبع انرژي كوچك خارجي نياز است كه اين امر در زلزله ­ها به علت احتمال قطع شدن برق امكان استفاده از آن را فراهم مي­ نمايد. ميراگر مايع علاوه‌بر هزينه نصب و راه اندازي كم داراي هزينه نگهداري پاييني نيز مي‌باشد. از ديگر ويژگي‌هاي اين ميراگر مي‌توان به قابليت استفاده دومنظوره به عنوان مخزن ذخيره آب اشاره نمود. ميراگر مورد استفاده داراي 4 پره در دو رديف بوده كه امكان چرخش آن در حين تحريك فراهم مي­باشد. براي طراحي الگوريتم كنترلي از روش كنترل بهينه خطي استفاده شده و تاخير زماني نيز در الگوريتم كنترلي لحاظ گرديده است. در اين مطالعه از 4 ركورد زلزله حوزه نزديك و 4 ركورد حوزه دور استفاده شده تا بتوان اثر چرخش پره ­ها را بررسي نمود. نتايج اين مطالعه نشان مي­دهد كه ميراگر مايع با پره قابل تنظيم در كنترل نيمه فعال باعث بهبود پاسخ سازه در مقايسه با نتايج كنترل غير فعال مي­گردد. بررسي نتايج نشان مي­دهد كه اين ميراگر در تحريك­ هاي حوزه نزديك باعث كاهش بيشتر پاسخ­ها نسبت به تحريك­هاي حوزه دور مي­گردد.

Structural control methods are aimed to decrease structural responses and improve the dynamic behavior against lateral loads such as wind or earthquake. These methods are classified to three main category of passive, semi active and active. Semi active control possesses both adjustability of active control and reliability of passive control. Semi active control needs a small power source such that lack of electricity during earthquakes cannot disturb its function. In this study a tuned liquid damper (TLD) with baffles is used. TLD is a damper with low installation and maintenance costs and can simultaneously be utilized as a water tank. The used TLD has 4 baffles in two rows that can rotate during excitation. The semi active control algorithm is implemented using the optimal linear control method with time delay compensation. Four far fields and four near field earthquake record are used to study effects of baffles’ rotation. Results show that semi active TLD improves structural behavior more than passive one. Also, the performance of semi active TLD under near field earthquakes are better than that under far field earthquakes.