کنترل نیمه فعال سازه با استفاده از جداساز لغزشی مجهز به محرک پیزوالکتریک

در طراحی مقاوم در برابر زلزله، یکی از دلایل اصلی که منجر به خرابی و خسارت ساختمان ها می گردد شتاب وارده به آنها می باشد که نیروی اینرسی زیادی به سازه اعمال می کند. برای حل این مشکل می توان با استفاده از یک سیستم جداساز مطلوب، ساختمان را نسبت به نیرو های ناشی از زلزله ایزوله کرد. در این مطالعه از سیستم جداساز لغزشی مجهز به سیستم بازگرداننده استفاده شده است که به عنوان تکیه گاه در بستر ساختمان قرار می گیرد. به منظور مطالعه عددی، سازه اصلی ۱۰ طبقه قاب خمشی بصورت یک قاب برشی دو بعدی با یک درجه آزادی در هر طبقه مدل شده است. در سطح لغزش فرض گردید که نیروی اصطکاک از قانون اصطکاک کولمب پیروی می کند. همچنین به منظور بررسی تاثیر وجود میراگر در سیستم جداساز پیشنهادی، پاسخ ها در حالت بدون میرایی نیز حساب شده و مقایسه شدند. پس از آن، سیستم را مجهز به محرک پیزوالکتریک کرده تا با تغییر هوشمند مقدار نیروی حدی آستانه لغزش، سیستم بصورت نیمه فعال کنترل گردد که به این منظور از کنترل کننده LQR استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که عملکرد سیستم لغزشی در نظر گرفته شده در کاهش شتاب سازه بسیار مناسب است. همچنین نتایج نشان میدهد که محرک پیزو الکتریک به همراه کنترل گر LQR تاثیر خوبی در کاهش شتاب دارد در حالیکه ماکزیمم لغزش سیستم در حد قابل قبول است.

کلیدواژه ها:

کنترل نیمه فعال ، جداساز لغزشی ، کنترل گر LQR ، مواد پیزوالکتریک