Response improvement by using active control of an earthquake excited building

Abstract

Adı-Soyadı: Onur IŞIK Okul: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Anabilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Programı: Yapı Mekaniği (Yüksek Lisans) Tez Başlığı: Deprem Etkisi Altındaki Bir Binanın Aktif Kontrol Uygulanarak Davranış İyileştirilmesi oz 17 Kasım 1999, Düzce, Türkiye Depremine maruz kalmış bir idari binaya kontrol kuvvetleri uygulanmıştır. Bina, çevresindeki diğer orta hasarlı binalardan farklı olarak, yeterli ebatlarda kolon ve kirişlere ve de onlara oranla yüksek beton dayanımlarına sahip olmasına rağmen orta derecede hasar görmüştür. Çalışmanın amacı, aktif kontrol uygulanması ile bina davranışının gelişip gelişmediğinin araştırılmasıdır. Binanın esnek olmayan yapısından dolayı, binanın kontrolü için büyük kontrol kuvvetlerine ihtiyaç duyulmaktadır.Gerçek binalarda, büyük kontrol kuvvetleri gerektiren ve çok sayıda kontrolörün uygulanması pek gerçekçi olmaz ama bina davranışının araştırılması için, 5 katlı binanın 3-boyutIu modeli oluşturulmuştur ve her kata karşılıklı ve simetrik 2'şer tane olmak üzere, toplam 20 tane kuvvet aktarıcı yerleştirilmiş ve binanın davranışını iyileştirmek için kontrol kuvvetleri oluşturulmuştur. Binanın modellenmesinde oluşabilecek hataların azaltılması ve de zaman kaybının önlenmesi için gerekli önlemler alınmıştır. Sonuç olarak simulasyonlar sonucunda aktif kontrol uygulanan binanın davranışının geliştiği görülmekte ve hasarın azaltılabileceği ve/veya yok edilebileceği düşünülmektedir.

Name: Onur IŞIK School: İzmir Institute of Technology Department: Civil Engineering Major: Structural Mechanics (Master) Title of Thesis: Response Improvement by Using Active Control of an Earthquake Excited Building ABSTRACT Two control laws are proposed to a 5-story government building that had been subjected to the 17 November 1999, Düzce, Turkey Earthquake. The building was moderately damaged although it had adequate size beams and columns, and relatively high concrete strength, unlike the remaining moderately damaged buildings in the area. The aim of this study is to investigate, if the building response could have been improved by using active control. Since the building was rigid, it was known that large control forces were needed. The implementation of a controller to a real structure with large control forces and amount would be unrealistic but to investigate the behavior, a 3-dimensional model of the five story building has been formed and 20 actuators, 4 at each level, are symmetrically placed and a control law is formed to improve the building response. Precautions to compensate for errors in the model and precautions about the time loss of the control system have been taken. Finally, closed loop simulations of the system shows that the building response can be improved by using active control, and possibly reducing and/or eliminating failure. IV