بهینه سازی سیستم های مقاوم جانبی سازه های بلند با رویکرد هوشمندسازی مکاترونیکی تحت اثر رکوردهای واقعی زلزله

ساختمان های بلند به دلیل ارتفاع زیاد و توزیع نامنظم جرم و سختی در برابر زلزله های واقعی آسیب پذیری بالایی دارند و روش های سنتی بهینه سازی سیستم های مقاوم جانبی قادر به شبیه سازی پاسخ دینامیکی غیرخطی نمی باشند. در این پژوهش رویکردی هوشمند مبتنی بر مکاترونیک شامل حسگرهای بلادرنگ، واحد پردازش سیگنال و الگوریتم کنترل تطبیقی غیرخطی برای بهینه سازی سیستم مقاوم جانبی ساختمان های بلند ارائه شده است. مدل دینامیکی غیرخطی ساختمان تحت ۱۰ رکورد واقعی زلزله شامل زلزله های نورتریج، کوبه، منجیل و بم شبیه سازی شده و با استفاده از الگوریتم ترکیبی ژنتیک و ازدحام ذرات پارامترهای سیستم مقاوم جانبی شامل سختی، شکل پذیری و آرایش میراگرهای هوشمند MR بهینه می گردد. سیستم مکاترونیکی طراحی شده قادر است در حین وقوع زلزله، نیروی کنترلی را به صورت تطبیقی تنظیم نماید. نتایج نشان می دهد که رویکرد هوشمندسازی مکاترونیکی حداکثر جابه جایی نسبی را ۲۸٪، دریفت ماندگار را ۳۵٪ و شتاب مطلق را ۲۲٪ نسبت به حالت غیر فعال کاهش می دهد. زمان پاسخ دهی سیستم کمتر از ۵ میلی ثانیه بوده و قابلیت اجرای بلادرنگ دارد. این روش تلفیقی راهکاری موثر برای بهبود عملکرد لرزه ای و کاهش هزینه های تعمیرات ساختمان های بلند ارائه می کند.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی ، مکاترونیکی ، سیستم های مقاوم ، جانبی ساختمان های ، بلند ، رکوردهای واقعی زلزله ، کنترل تطبیقی غیرخطی