كنترل ارتعاشات سازه‌هاي قابي در برابر بارهاي انفجاري با استفاده از الگوريتم پيشنهادي كنترل فعال

Vibration Control of Frame Structures Subjected to the Blast Loading by Active Control Proposed Algorithm

بارهاي ناشي از انفجار مي توانند سبب ايجاد آسيب هاي شديد در ساختمان ها شوند. با توجه به اينكه طراحي سازه ها در برابر انفجارهاي بزرگ غير اقتصادي و غيرعملي است، طراحان با روش هايي مي كوشند خسارت هاي ناشي از انفجارها را كاهش دهند. در مقايسه با ساير تهديدها همچون زلزله و باد، انفجار داراي تفاوت هايي مانند بزرگي شدت فشار وارده بر ساختمان، آسيب وجوه مختلف ساختمان با توجه به موقعيت منبع انفجار و زمان بسيار كوتاه رويداد مي باشد. در مقاله حاضر روشي نوين براي پايش فعال نوسان هاي سازه ها در اثر بارهاي انفجاري ارايه مي شود. رابطه سازي اين فرايند بر پايه اصول ديناميك سازه ها بوده و در آن، نوسان هاي سازه با چندين عملگر و حسگر پايش مي شود. در اينجا نيز، نيروي هر عملگر به صورت نيروي معادل ميرايي لزج پنداشته مي شود. با اين روش، نيروهاي عملگر در يك فرايند رياضي ساده به دست مي آيند. كارايي روش پيشنهادي با بررسي تغييرات تغيير مكان، بيشينه انرژي جنبشي سازه و مجموع مقادير تغيير مكان هاي نسبي طبقات در حالت هاي مختلف پايش فعال سازه پنج درجه آزادي تحت بار انفجاري بررسي مي شود. نتايج عددي نشان مي دهند كه شيوه پايش فعال پيشنهادي عملكرد مناسبي در كاهش نوسان هاي سازه در اثر بارهاي انفجاري دارد.

The blast loadings lead to serious damages in structures so that designers try to reduce these effects by special methods. In comparison with other threats such as earthquake and wind, the blast load has some unique characteristics i.e. the applied pressure to the structure, the situation of the blast source and small duration of blast loading. In this paper, a new approach is proposed for controlling the structural vibrations arising from the blast loads. The proposed active control method is based on structural dynamics theories in which multi actuators and sensors are utilized. Each actuator force is modeled as an equivalent viscous damper so that several lower vibration modes are damped critically. This subject is achieved by simple mathematical formulation. The proposed method does not depend on the type of dynamic load and it could be applied to control structures with multiple degrees of freedom. For numerical verification of proposed method, several criterions such as maximum displacement, maximum kinetic energy and maximum drift are evaluated in a five story shear building, subjected to the blast load. The results show that the proposed method has suitable efficiency for reducing structural vibrations caused from blast loading.