انواع کنترل الحاقی سازه ها
به طورکلی سیستم های کنترل الحاقی به چهاردسته کنترل غیرفعال ، نیمه فعال ، فعال ومرکب تقسیم می گردند.
1-1- کنترل غیرفعال
درسیستمهای غیرفعال اثر میرایی بدون اعمال انرژی خارجی بر روی سیستم گیرا حاصل می گردد و عملکرد این وسایل بواسطه حرکت ناشی اززلزله صورت می گیرد که رفتاری درجهت استهلاک انرژی ازخود نشان می دهند . این سیستم ها نیاز به استهلاک انرژی سازه اولیه را با انعکاس یا جذ بخشی از انرژی ورودی کاهش می دهند و به موجب آن امکان تخریب سازه ای کاهش می یابد ( هاوزنر 1997) .
ولی استفاده ازاین سیستمها به این دلیل که نمی توانند تعاملی با هرشرایط بارگذاری خارجی یا الگوهای معمول داشته باشند محدود می شود. یکی ازگونه های سیستمهای کنترل غیرفعال جدا سازی لرزه ای است (اغلب به نام جدا ساز پایه خوانده می شود ). یک سیستم جدا ساز لرزه ای ، نظیر آن چه که درشکل (1-1) نشان داده شده ، عمدتا درپی یک سازه قرارمی گیرد. سیستم جدا ساز قابلیت انعطاف پذیری وجذب انرژی را نشان می دهد ، درنتیجه ترازانرژی را که می تواند به سازه منتقل شود کاهش می دهد. مهمترین نیازمندیها برای یک سیستم جدا ساز انعطاف پذیری آن جهت تطویل پریود طبیعی و تولید اثر جداسازی ، صلبیت کافی اش درمقابل ارتعاشات محیطی تحت بارهای سرویس وقابلیت استهلاک انرژی ان است.
تصویر (1- 1) سیستم های جداساز لرزه ای
تجهیزات جداسازی لرزه ای عبارتند از تکیه گاههای الاستوهریک ، تکیه گاههای سربی لاستیکی ، تکیه گاههای لاستیکی با میرایی بالا ، تکیه گاههای اصطکاکی لغزشی آونگی ، وغیره .( soong and constantinou 1994) نمونه دیگری ازسیستم کنترل غیرفعال تجهیزات سیراکننده غیرفعال اضافی به کارگرفته اند ؛ این ابزار یک سازه را به دلیل افزایش ظرفیت استهلاک انرژی اش محافظت
می کنند. سیستم گیرا الحاقی با جذب بخشی از انرژی وارده برسازه عمل می کند . درنتیجه خواسته های استهلاک انرژی کاهش یافته ازخرابی ساده اولیه جلوگیری می شود. این اثر به وسیله تبدیل انرژی جنبشی به گرما یا پخش انرژی درمیان مودهای ارتعاشی قابل دستیابی است.
روش اول ازابزاری که براساس اصولی چون ، لغزش اصطحکاکی ، جاری شدن ماده ، تبدیل ماهیت درماده ، وتغییر ویسکوالاستیک اجسام یا مایعات عمل می کنند ، استفاده می نماید .
روش دوم استهلاک انرژی یکپارچه کردن جاذبهای ارتعاش دینامیکی است ، نظیر میراگرهای جرمی تنظیمی ، میراگردهای مایع تنظیمی ، وغیره .
ازمزایای روش کنترل غیرفعال امکان بهره برداری همیشگی وعدم نیاز جدی به تعمیرونگهداری واستقلال ازانرژی خارجی وآغاز عمل خودکار آنهاست .
1-2- کنترل فعال
درسیستمهای فعال با اعمال انرژی خارجی سعی برکنترل رفتار ساختمان درهنگام بروز بارگذاری جانبی ازقبیل زلزله می گردد . این انرژی می تواند به صورت ایجاد نیروی خارجی درخلاف جهت نیروی وارد بر ساختمان وخلاف جهت حرکت ساختمان عمل نماید. دراین صورت نیاز به استفاده از سیستمهای پیچیده وکنترل هوشمند نیروها می باشد. سیستم کنترل فعال توانایی هماهنگی با شرایط گوناگون .... سیستمهای کنترل فعال توانایی هماهنگی با شرایط گوناگون بارگذاری وکنترل مودهای ارتعاشی مختلف سازه را دارند ( Housner etaI1997) . یک تصویر کلی ازیک سیستم کنترل فعال در تصویر ( 1-2) نشان داده شده است. دراین سیستم سیگنالهایی که برای کنترل فعال کننده ها فرستاده می شوند تابعی ازپاسخگویی تخمین زده شده به وسیله حسگرهای فیزیکی هستند ( Houseer etaI. 1997) .
وظیفه اصلی یک طراح سیستم کنترل فعال تعیین یک تدبیر کنترلی است که ازیک پاسخهای تخمینی سازه برای محاسبه سیگنالهای کنترل کننده متناسب جهت انتقال به فعال ساز استفاده کند. تدابیر کنترلی گوناگونی پیشنهاد شده ومورد تحقیق قرارگرفته اند ؛ مثالهایی نظیرکنترل توانمند ، کمترل سود لغزان ، کنترل انطباقی ، کنترل فازی ، کنترل شبکه عصبی ، کنترل غیرخطی ، کنترل مدل پیشگویانه ، وغیره .
شکل (1-2) : نمای شماتیک سیستمهای کنترل فعال
لازم به ذکراست که درروش طراحی « قانون طلایی » وجود ندارد زیرا هرروش کنترل ضعف وقوتهای خودش را دارد. بکارگیری روش ارائه شده به ویژگیهایی هدف مورد کنترل واهداف عملکردی مطلوب وابسه است .