SİSMİK YÜKLER ALTINDA YAPI DAVRANIŞ KONTROLÜ


Bati M., Beyen K.

6. International Conference on Earthquake Engineering and Seismology, cilt.1, sa.1, ss.1-12, 2021 (Düzenli olarak gerçekleştirilen hakemli kongrenin bildiri kitabı)

Özet

Son zamanlarda gelişen teknoloji ve kullanılan malzemeler sayesinde yapılar daha yüksek ve esnek tasarlanmaktadır. Bu sebeple yapıları deprem ve rüzgâr gibi dinamik yüklere karşı korumak önemli hale gelmiştir. Yapıların sismik tepkisini azaltmak için çözümlerden biri, yapısal kontrol sistemlerinin kullanımıdır. Yapılarda uygulanan kontrol sistemleri genel olarak Pasif Kontrol ve Aktif Kontrol Sistemleri olarak ikiye ayrılmaktadır. Bu çalışmada, depreme karşı çok serbestlik dereceli beş katlı betonarme bir yapının pasif ve aktif kontrol sistemi yöntemleri uygulanarak karşılaştırılmıştır. Pasif kontrol için Viskoz Damper, aktif kontrolü sisteminde LQR(Linear Quadratic Regulator) optimal kontrol yöntemi ve H∞  gürbüz kontrol yöntemleri seçilmiştir. Kontrol sisteminin optimuma ulaşmasını depremin büyüklüğü ve frekans içeriği etkilemektedir. Bu çalışmada 17 Ağustos 1999 Kocaeli Depremi’nin Gebze-TÜBİTAK izleme istasyonu kayıtları kullanılarak yapı kontrol algoritmasının etkinliği belirlenmiştir. Çok serbestlik dereceli yapıların kontrolü için Matlab makro kodlamayla yazılan analiz programı ve SAP2000 paket programı kullanılarak yürütülen simülasyon çalışmaları ile analiz edilmiştir. Çalışmanın sonucunda kat yer değiştirmeleri, hız ve ivme zaman cevapları hem kontrolsüz hem de kontrollü yapı için sunulup tartışılmıştır. Yapı üzerinde aktif kontrollü sistemin pasif kontrole göre kat tepkilerini azaltmada daha etkili olduğu görülmektedir.

 

ANAHTAR KELİMELER: Yapısal Kontrol, Pasif Kontrol, Aktif Kontrol, Gürbüz Kontrol, Viskoz Damper, Simülasyon

Nowadays, thanks to the developing technology and design of advanced materials, structures in current engineering practice are designed higher and flexible. For this reason, it has become important to protect the structures against dynamic loads such as earthquakes and wind. One solution to reduce the seismic response of structures is the use of structural control systems. The control systems applied in the structures are generally divided into Passive Control and Active Control Systems. In this study, passive and active control system methods of multi degree of five-storey reinforced concrete building against earthquakes were compared. Viscous Damper for passive control, LQR (Linear Quadratic Regulator) optimal control method and H∞ robust control methods were selected in the active control system. Earthquake characteristics such as magnitude and intensity of the earthquake and the frequency affect the optimization sensivity of the control system. In this study, the effectiveness of the building control algorithms are tested by using Gebze-Tubitak observation station records of the Kocaeli earthquake of the 17 August 1999. For the control of multi degree of freedom structures, it was analyzed in different cases, which were simulated in virtual test sets, using Matlab macro codes and analysis program SAP2000N package. As a result of the study, floor displacements, velocity and acceleration time responses were presented and discussed for both uncontrolled and controlled structure. It is seen that the active controlled system on the structure is more effective in reducing floor responses than passive control.

  

KEYWORDS: Structural Control, Passive Control, Active Control, Robust Control, Viscous Damper, Simulation