كنترل لرزه اي مدل برشي يك قاب 10 طبقه با استفاده از ميراگر جرمي فعال و بهينه يابي با الگوريتم ازدحام ذرات

SEISMIC CONTROL OF 10-STOREY SHEAR FRAME USING ACTIVE TUNED MASS DAMPERS an‎d OPTIMIZATION BY PARTICLE SWARM OPTIMIZATION ALGORITHM

كنترل ارتعاشات سازه هاي بلند تحت تحريك زلزله و باد به ترتيب بدليل ايمني سازه و حس آسايش ساكنين آن ها، هميشه جزء موضوعات مهم در حوزه مهندسي سازه بوده است. يكي از ابزارهاي توسعه يافته به منظور كنترل ارتعاش سازه ها، ميراگر جرمي هماهنگ شده (TMD) مي باشد كه به روش هاي مختلفي در سازه ها بكار برده مي شود. در اين مقاله مدل خطي يك ساختمان 10 طبقه برشي در محيط متلب تحت تحريك 28 ركورد زلزله حوزه دور و نزديك مورد بررسي قرار گرفته است. به منظور كنترل ارتعاش سازه ، ميراگر جرمي هماهنگ شده فعال (ATMD) مورد استفاده قرار گرفته است. همچنين با توجه به ماهيت تصادفي تحريك زلزله از منطق فازي و سيستم استنتاج ممداني به منظور تعيين نيروي كنترل استفاده شده است. به علاوه از الگوريتم ازدحام ذرات (PSO) براي تعيين مقادير بهينه توان عملگر در ميراگر جرمي فعال استفاده شده است كه در اين بهينه يابي اثر اشباع عملگر نيز مد نظر قرار گرفته است. در ادامه با استفاده از نتايج بدست آمده از اين الگوريتم و تحت ركوردهاي مختلف، روشي جهت طراحي مقاوم كنترل كننده معرفي گرديده است. نتايج نشان مي دهد كه در صورت استفاده از اين سيستم كنترلي و مقدار بهينه توان عملگر، پاسخ سازه به مقدار 44 درصد كاهش مي يابد. همچنين به دليل عدم قطعيت موجود در ركوردهاي زلزله، اگر توان عملگر ميانگين مورد استفاده قرار گيرد، به صورت كلي پاسخ سازه كنترل شده به روش فعال 33 درصد كاهش يافته كه به مراتب بيشتر از سازه كنترل شده به روش غيرفعال (16 درصد) مي باشد.

Due to structural safety and residential comfort, the vibration control of tall buildings under earthquake and wind excitations has always been one of the important issues in the structural engineering context. One of the well-established approaches for controlling the structural vibration is the use of Tuned Mass Dampers (TMD) employed with different methods in structures. In this paper, a 10-story shear building with linear behavior is studied under twenty eight far-field and near-field earthquakes in MATLAB. Active Tuned Mass Damper (ATMD) is used to control the structural vibration. According to the earthquake excitation random nature, Fuzzy Logic and Mamdani Inference System are applied to determine the control force. In addition, the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm is used to determine the optimum TMD actuator power, and in this optimization, the effect of the actuator saturation is also considered. Furthermore, a method is introduced for robust optimum design of the suggested controller. Using the proposed control system and the optimum actuator power, structural responses decline about 44 pct. Additionally, due to the existence of uncertainty in earthquake records, applying a controller with average actuator power generally results in 33 pct. structural response reduction, and the performance of the active controlled system always outperforms the passive controlled system with 16 pct. structural response reduction.