كنترل ارتعاشات لرزه‌اي سازه‌هاي غيرخطي با استفاده ازمكانيزم ميراگر جرمي هماهنگ شده ي نيمه فعال

Seismic Vibration Control of Nonlinear Structures Using Semi- Active Tuned Mass Dampers

در اين مقاله به طراحي مكانيزم ميراگر جرمي هماهنگ شده ي نيمه فعال با ميرايي متغير براي كاهش پاسخ سازه هاي غيرخطي تحت اثر زلزله پرداخته شده است. براي تعيين دستورهاي مناسب براي انتخاب ميرايي در هر لحظه، الگوريتم كنترل نيمه فعالي براي سازه‌هاي غيرخطي بر مبناي الگوريتم بهينه ي آني غيرخطي و قانون كنترل برشي تهيه شده است كه براي طراحي بهينه ي سيستم كنترل، پارامترهاي طراحي از حل يك مساله ي بهينه‌سازي با تابع هدف كمينه كردن ماكزيمم پاسخ سازه با استفاده از الگوريتم ژنتيك تعيين شده است .براي تحليل عددي و ارزيابي روش پيشنهادي، قاب 8 طبقه برشي دو بعدي، با رفتار غيرخطي هيسترسيس تحت اثر اغتشاش سفيد در نظر گرفته شده و به طراحي اين مكانيزم پرداخته شده است. نتايج بررسي‌ها نشان مي‌دهند كه الگوريتم پيشنهاد شده كارايي مناسب براي طراحي سيستم ميراگر جرمي با ميرايي متغير براي سازه هاي غيرخطي دارد همچنين مقايسه ي عملكرد اين مكانيزم با ميراگر جرمي هماهنگ شده غير فعال و فعال نشان مي دهد كه عملكرد سيستم نيمه فعال در كاهش پاسخ‌هاي سازه‌هاي غيرخطي بهتر از عملكرد سيستم ميراگر جرمي هماهنگ شده غيرفعال بوده اما در مقايسه با مكانيزم ميراگر جرمي فعال عملكرد ضعيف تري داشته است.

In this paper, designing semi-active tuned mass damper (SATMD) for reducing the response of nonlinear frame structures under earthquake excitations has been studied. To determine the appropriate damping coefficient of SATMD, a semi-active control algorithm based on nonlinear instantaneous optimal control and clipped optimal control concept has been developed. Also for optimal design of the control system, the design parameters have been determined by solving an optimization problem that minimizes the maximum response of the structure. As numerical example, for an eight-story nonlinear shear frame with bilinear hysteresis behavior, SATMD has been designed. The results of numerical simulations show the capability of the proposed method for determination of control signal as well as the effectiveness of the SATMD mechanism in reducing the response of the nonlinear structures under earthquake excitation.