سیدا دانلود مقاله در مورد کنترل فعال نامتمرکز سازه‌های بلند با پسخور شتاب 11 ص

دانلود مقاله در مورد کنترل فعال نامتمرکز سازه‌های بلند با پسخور شتاب 11 ص

فرمت فایل دانلودی: .zip
فرمت فایل اصلی: .doc
تعداد صفحات: 11
حجم فایل: 102 کیلوبایت
قیمت: 6000 تومان

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 11 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏کنترل فعال نامتمرکز سازه‏‌‏های بلند با پسخور شتاب
‏چکیده:
‏پاسخ سازه‏‌‏های بزرگ مقیاس و بلند را می‏‌‏توان با بهره‏‌‏گیری از الگوریتم‏‌‏های کنترل فعال مناسب و بکار بردن عملگرها در طبقات کاهش داد و استفاده از روش‏‌‏های نوین کنترل جهت رسیدن به ترازهای ایمنی بالا در این راستا می‏‌‏باشد. در این مقاله روش کنترل نامتمرکز سازه‏‌‏های بلند با پسخور شتاب ارائه شده است. در روش کنترل نامتمرکز، یک سازه بزرگ به چند زیرسازه کوچکتر تقسیم شد و برای هر زیرسیستم، الگوریتم کنترل مخصوص آن استفاده می‏‌‏شود. زیرسیستم‏‌‏های مختلف با یکدیگر همپوشانی داشته و در نقاط مشترک با یکدیگر تبادل اطلاعات خواهند داشت. الگوریتم ‏مورد استفاده جهت کنترل سازه، الگوریتم کنترل بهینه لحظه‏‌‏ای با بهره‏‌‏گیری از پسخور شتاب بوده و در انتها یک نمونه عددی جهت الگوریتم پیشنهاد شده در این مقاله و بررسی نتایج آن با حالت کنترل متمرکز ارائه گردیده است.
‏واژه‏‌‏های کلیدی: کنترل، نامتمرکز، سازه‏‌‏های بلند، پسخور.
‏1) مقدمه
‏سازه‏‌‏های بلند از انواع سیستم‏‌‏های سازه‏‌‏ای می‏‌‏باشند که ضرورتاً در کنترل لرزش‏‌‏های آن باید از کنترل غیرمتمرکز استفاده شود. این لرزش‏‌‏ها می‏‌‏توانند شامل دو دسته لرزش‏‌‏های کلی و لرزش‏‌‏های موضعی شوند. از طرفی با توجه به بزرگی این سازه‏‌‏ها، مطمئناً بهره‏‌‏گیری از یک مرکز کنترلی ارتعاشات برای این ساختمان‏‌‏ منطقی نبوده و باید از چند مرکز کنترل ارتعاشات استفاده شود.
‏در سازه‏‌‏های بلند از چندین نوع سیستم باربر گرانشی و زلزله استفاده می‏‌‏شود که غیرمتمرکز کردن کنترل سازه تا اندازه زیادی به سیستم باربر جانبی بستگی دارد. در واقع بحث نامتمرکز کردن کنترل در ترازها، در جهت بالا بردن ایمنی کنترل ارتعاشات سازه‏‌‏های بلند بوده و در این حالت در صورت از کار افتادن یکی از مغزهای کنترل با سری‏‌‏سازی خودکار سیستم می‏‌‏توان کنترل ارتعاشات سازه را به زیرسیستم سالم سپرد.
‏به طور کلی کنترل فعال (Active control‏) سازه‏‌‏ها شامل دو بخش الگوریتم‏‌‏های موردنیاز جهت بدست آوردن مقدار نیروی کنترل و مکانیزم‏‌‏های اعمال نیرو می‏‌‏باشد. در این نوع کنترل، از الگوریتم‏‌‏های گوناگونی که دارای دیدگاه‏‌‏های متفاوتی می‏‌‏باشند، استفاده می‏‌‏شود. الگوریتم‏‌‏هایی نظیر کنترل بهینه، کنترل بهینه لحظه‏‌‏ای (Instantaneous Optimal Control‏)، جایابی قطبی (Pole Assignment‏)، کنترل فضای مودی (IMSC‏)، پالس کنترل و الگوریتم‏‌‏های مقاوم (Robust‏) مانند H2‏، H∞‏، کنترل مود لغزشی (Sliding Mode Control‏) و غیره از جمله الگوریتم‏‌‏های بکار رفته در کنترل سازه می‏‌‏باشند.
‏کنترل غیرمتمرکز در آغاز در مورد سیستم‌های قدرت بکار رفته و سپس توسط افرادی مانند یانگ و سیلژاک (Yanng & Siljack‏) گسترش یافته است. در این کنترل، ونگ و دیویدسون (Wan g & Davidson‏) مساله پایداری سیستم را بررسی کردند. آنها یک شرط لازم و کافی را برای اینکه سیستم تحت قوانین کنترلی با پس‌خور محلی و جبران‌سازی دینامیکی پایدار باشد، بیان کردند. یانگ و همکاران (Yang et al‏) روش مود لغزشی را برای اینکه کنترل غیرمتمرکز سیستم‌های بزرگ مقیاس، زیر اثر ورودی خارجی و با وجود عامل تاخیر زمانی در متغیرهای حالت ارائه کردند. طرح کنترل شامل یک قانون کنترلی غیرمتمرکز و یک فوق ص‏ف‏حه سوئیچینگ از نوع انتگرالی است. آنها ابتدا قانون کنترل غیرمتمرکز را به گونه‌ای تعیین کردند تا شرایط رسیدن کلی (Global Reaching low‏) برقرار شود.
‏کنترل غیرمتمرکز در مهندسی عمران اولین بار توسط ویلیامز و ژو (Williams & Xu‏) در سازه‌های فضایی انعطاف‌پذیر بررسی شد. سپس ‏ر‏یاسیوتاکی و بوسالیس (Ryaciotaki & Boussalis‏) از روش کنترل تطبی‏ق‏ی مدل مرجع (Reference Adaptive Control Theory Model‏) برای تعیین قانون کنترلی غیرمتمرکز استفاده کردند. دیکس و همکاران (
Dix et al‏) چندین روش غیرمتمرکز را برای سازه‌های فضایی بیان کردند. هینو و همکاران (Hino et al‏) در مورد مسئله کنترل یک سازه ساختمانی چند درجه آزادی مانند یک ساختمان بلندمرتبه با بهره‌گیری از کنترل تطبیقی ساده غیرمتمرکز بحث کرده‌اند. رفویی و منجمی‌نژاد (Rofooei & Monajeminejad‏) نسبت به کنترل نامتمرکز سازه‌های بلند با بهره‌گیری از کنترل بهینه لحظه‌ای اقدام نمودند. آنها ابتدا به بررسی دلایل ضرورت استفاده از کنترل غیرمتمرکز پرداخته شده و سپس با طراحی کنترل‌کننده‌ها و ماتریس بهره (Gain Matrix‏) به بررسی دو حالت کنترل یکی با بهره‌گیری از پس‌خور سرعت و دیگری کنترل با بهره‌گیری از پس‌خور سرعت و جابجایی پرداختند.
‏منجمی‌نژاد و رفویی در ارتباط با کنترل غیرمتمرکز در سازه‌های بلند،‏ در ادامه‏ به بررسی الگوریتم مود لغزشی (Sliding Mode‏) به صورت غیرمتمرکز پرداختند. مراحل طراحی کنترل‌کننده در روش مود لغزشی شامل دو مرحله است. مرحله اول شامل طراحی سطوح لغزش بوده و مرحله دوم طراحی رابطه کنترل یا قانون رسیدن (Reaching Law‏) را در بر می‌گیرد.‏ ‏باید توجه داشت که نامتمرکز بودن کنترل، قابلیت اعتماد به پایداری سیستم را افزایش داده و در ص‏و‏رت از کار افتادن کنترل یکی از زیرسیستم‌ها، سیستم کنترل دچار آسیب کلی نخواهد گردید. کنترل نامتمرکز می‌تواند در دو حالت با درنظر داشتن تاثیرات درجات آزادی مشترک بین زیرسیستم‌ها و یا بدون درنظر داشتن این تاثیرات انجام شود که البته در حالت با درنظر داشتن تاثیرات درجات آزادی به پایداری هر زیرسیستم و کل سیستم کنترل می‌توان اطمینان بیشتری داشت.
‏در مقاله‏ حاضر‏ کنترل متمرکز و نامتمرکز سازه‌های بلند در حالت سه بعدی با درنظر داشتن درجات آزادی مشترک بین زیرسازه‌ها و اثر دوگانه آنها بر یکدیگر بررسی گردیده است. الگوریتم مورد استفاده کنترل بهینه لحظه‌ای‌ (Instantaneous Optimal Control‏) می‌باشد که توسط آقایان یانگ و همکارانش بسط داده شد‏ه‏ و از پس‌خور ‏شتاب‏ جهت محاسبه نیروهای کنترل استفاده گردیده است. روش نامتمرکز کردن کنترل در این مقاله بر اساس تعداد درجات آزادی بوده و نمونه‌های عددی نیز با بکارگیری الگوریتم کنترل نامتمرکز حل و نتایج آنها با حالت کنترل متمرکز مقایسه گردیده ‏و ارائه شده‏‌‏اند‏.
‏2) روابط حاکم
‏1-2) کنترل نامتمرکز و روابط وابسته
‏مدل ساختمان برش‏ی‏ در حالت دو بعدی درنظر می‏‌‏باشد. در این مدل هر طبقه به صورت یک درجه آزادی مدل می‏‌‏شود که به دو تراز بالا و پایین بوسیله یک فنر برشی و یک میراگر متصل شده است. مقالات زیادی در حوزه کنترل سازه‏‌‏ها بر اساس این مدل نگاشته شده‏‌‏اند. منجمی‏‌‏نژاد و رفویی‏ ‏مدل سازه‏‌‏ای را به صورت ساختمان برشی درنظر گرفته است و روابط مربوطه را بدست آورده‏‌‏اند. در این حالت معادله دیفرانسیل حاکم بر رفتار دینامیکی یک مدل سازه‏‌‏ای دوبعدی به صورت زیر است:
(1)
‏که در آن M‏ ماتریس جرم، K‏ ماتریس سختی، C‏ ماتریس میرایی، H‏ ماتریس موقعیت کنترلر‏‌‏ها، U‏ فرمان کنترلی، ‏ شتاب زلزله وارد بر ساختمان، ‏ بردار تغی‏ی‏ر مکان‏‌‏های طبقات و {1} بردار ستونی است که تمام مولفه‏‌‏های آن عدد یک می‏‌‏باشد. ماتریس‏‌‏های رابطه به شرح زیر بوده و نحوه ریز کردن سیستم نیز مطابق شکل 1 می‏‌‏باشد.
‏زیرسازه 1
‏زیرسازه 2
‏زیرسازه 3
‏شکل (1) مدل سازه‏‌‏ای یک ساختمان بلند
‏(‏2‏)
n‏: تعداد طبقات ساختمان؛
r‏: تعداد کنترل کننده‏‌‏ها؛
ki‏: سختی برشی طبقه i‏ام؛
mi‏: وزن طبقه i‏ام.
‏در این روابط، xi‏ را می‏‌‏توان به دو صورت زیر تعریف کرد:
xire‏: ج‏ابجایی طبقه i‏ام نسبت به یک دستگاه اینرسی (تغییر مکان اینرسی)
xid‏: جابجایی طبقه i‏ام نسبت به طبقه زیرین آن (Drift‏)
‏ماتریس میرایی C‏ میرایی رایلی با رابطه C=a1K+a2M‏ درنظر گرفته شده است.
‏ماتریس H‏ در حالتی که x‏ جابجایی نسبت به دستگاه اینرسی باشد، به صورت زیر است:
‏(3)
‏و در حالتی که x‏ جابجایی بین طبقه‏‌‏ای باشد، ماتریس H‏ با استفاده از ماتریس Tdrift‏ که ماتریس تبدیل جابجایی نسبی به جابجایی بین طبقه‏‌‏ای است، به صورت زیر تعریف می‏‌‏شود:
‏(4)
‏ در فضای حالت با تعریف بردار حالت، معادله سیستم به صورت زیر درمی‏‌‏آید:
‏(5)
‏(6)
‏در حالت جابجایی نسبی
‏در حالت جابجایی بین طبقه‏‌‏ای
‏حال اگر مطابق شکل (1) هرچند طبقه کنار هم به صورت یک زیرسیستم انتخاب کنیم، در این صورت به عنوان مثال برای موردی که سه زیرسیستم داشته باشیم و برحسب جابجایی‏‌‏های نسبت به دستگاه اینرسی معادلات دینامیکی سیستم به صورت زیر درمی‏‌‏آید:

 

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.

سیدا دانلود مقاله در مورد کاربرد کامپوزیت‌های FRP در سازه‌های بتن آرمه 33ص

دانلود مقاله در مورد کاربرد کامپوزیت‌های FRP در سازه‌های بتن آرمه 33ص

فرمت فایل دانلودی: .zip
فرمت فایل اصلی: .doc
تعداد صفحات: 39
حجم فایل: 340 کیلوبایت
قیمت: 6000 تومان

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 39 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

1
‏ ‏کاربرد کامپوزیت‏‌‏های‏ FRP‏ در ‏سازه‏‌‏های ‏بتن آرمه
‏ ‏و بررسی دوام آنها
‏خلاصه
‏ ‏خوردگی‏ قطعات فولادی در سازه‏‌‏های مجاور آب و نیز ‏خوردگی میلگردهای فولادی در سازه‏‌‏های بتن آرمه ای که در معرض محیط‌های خورند‏ة‏ کلرو‏ر‏ی و کربناتی قرار دارند، یک مسالة بسیار اساسی تلقی می‏‌‏شود. ‏در محیط‏‌‏های دریایی و مرطوب وقتی که ‏یک ساز‏ة بتن‏‌‏آرمة معمولی به صورت دراز مدت در معرض عناصر خورنده نظیر نمک‏‌‏ها، اسید‏‌‏ها و کلرورها قرار گیرد، میلگردها به دلیل آسیب دیدگی و خوردگی، قسمتی از ظرفیت خود را از دست خواهند داد. به علاوه فولادهای زنگ زده بر پوستة بیرونی بتن فشار می‏‌‏آورد که به خرد شدن و ریختن آن منتهی ‏می‌شود. تعمیر و جایگزینی‏ اجزاء فولادی آسیب دیده و نیز‏ ساز‏ة‏ بتن آرمه‌ای که ب‏ه ‏دلیل خوردگی میلگردها آسیب دیده است، میلیون‌ها دلار خسارت در سراسر دنیا به بار آورده است. به همین دلیل سعی شده که تدابیر‏ ‏ویژه‌ای جهت جلوگیری از خوردگی‏ اجزاء فولادی و‏ میلگرد‏‌‏های‏ فولادی در بتن اتخاذ گردد که ‏از ‏جمله می‌توان به حفاظت کاتدیک اشاره نمود. با این وجود برای حذف کامل این مساله، توجه ویژه ای به جانشین‏ی‏ کامل‏ اجزاء و‏ میلگر‏د‏های فولادی با یک ماد‏ة‏ جدید مقاوم در مقابل خوردگی معطوف گردیده است. از آن‏‌‏جا‏ ‏ که ‏ ‏کامپوزیت‌های FRP‏ (Fiber Reinforced Polymers/Plastics)‏ بشدت در مقابل محیط‌های قلیایی و نمکی مقاوم هستند‏ که ‏در‏ دو‏ ده‏ة‏ اخیر موضوع تحقیقات گسترده‌ای جهت جایگزینی کامل با ‏قطعات و ‏میلگردهای فولادی بوده‌اند. چنین جایگزین‏ی‏ ‏ب‏خصوص در محیط‌های خورنده نظیر محیط‌های دریایی و ساحلی بسیار مناسب به نظر می‌رسد. در این مقاله مروری بر خواص، مزایا و معایب ‏مصالح‏ کامپوزیتی FRP ‏ صورت گرفته و قابلیبت کاربرد آنها به عنوان جانشین کامل فولاد در سازه‌های
3
‏ مجاور آب و بخصوص در سازة‏ بتن آرمه، به ‏ج‏هت حصول یک ساز‏ة‏ کاملاً مقاوم در مقابل خوردگی، مورد بحث قرار خواهد گرفت.
‏1 –‏ مقدمه
‏بسیاری از سازه‌های بتن آرمة موجود در دنیا در اثر تماس با سولفاتها، کلریدها و سایر عوامل خورنده، دچار آسیب‌های اساسی شده‌اند. این مساله هزینه‌های زیادی را برای تعمیر، بازسازی و یا تعویض سازه‌های آسیب‏ ‏‌دیده در سراسر دنیا موجب شده است. این مساله و عواقب آن گاهی نه تنها به عنوان یک مسالة مهندسی، بلکه به عنوان یک مسالة اجتماعی جدی تلقی شده است ]‏1[‏. تعمیر و جایگزینی سازه‌های بتنی آسیب‌دیده میلیون‌ها دلار خسارت در دنیا به دنبال داشته است. در امریکا، بیش از 40 درصد پلها در شاهراهها نیاز به تعویض و یا بازسازی دارند ]‏2[‏. هزین‏ة‏ بازسازی و یا تعمیر سازه‌های پارکینگ در کانادا، 4 تا 6 میلیارد دلار کانادا تخمین زده شده است ]‏3[‏. هزین‏ة‏ تعمیر پلهای شاهراهها در امریکا در حدود 50 میلیارد دلار برآورد شده است؛ در حالیکه‏ برای‏ بازسازی کلی‏ة‏ سازه‌های بتن آرم‏ة‏ آسیب‌دیده در امریکا در اثر مسالة خوردگی میلگردها، پیش‌بینی شده که به بودج‏ة‏ نجومی 1 تا 3 تریلیون دلار نیاز است‏ ]‏3[ ‏!
‏از مواردی که سازه‌های بتن آرمه به صورت سنتی مورد استفاده قرار می‌گرفته، کاربرد آن در مجاورت آب و نیز در محیط‌های دریایی بوده است. ‏تاریخچه‏ کاربرد بتن آرمه و بتن پیش‌تنیده در کارهای دریایی به سال 1896 بر می‌گردد ]‏4[‏. دلیل عمد‏ة‏ این مساله، خواص ذاتی بتن و منجمله مقاومت خوب و سهولت در قابلیت کاربرد آن چه در بتن‌ریزی در جا و چه در بتن پیش‌تنیده بوده است. با این وجود شرایط آب و هوایی و محیطی خشن و خورند‏ة‏ اطراف سازه‌های ساحلی و دریایی همواره به عنوان یک تهدید جدی برای اعضا‏ء‏ بتن آرمه محسوب گردیده است.‏ ‏در محیط‌های ساحلی و دریایی، خاک، آب زیرزمین‏ی‏ و هوا‏،‏ اکثراً حاوی مقادیر زیادی از نمکها شامل ترکیبات سولفور و کلرید هستند.
‏در یک محیط دریایی نظیر خلیج فارس، شرایط جغرافیایی و آب و هوایی نامناسب‏،‏ که بسیاری از عوامل خورنده را به دنبال دارد، با درجة حرارت‌های بالا و نیز رطوبت‌های بالا همراه شده که نتیجتاً خوردگی در فولادهای به کار رفته در بتن آرمه کاملاً تشدید می‌شود. در مناطق ساحلی خلیج فارس، در تابستان درجة حرارت از 20 تا 50 درجة سانتیگراد تغییر می‌کند، در حالیکه گاه اختلاف دمای شب و روز، بیش از 30 درجة سانتیگراد متغیر است. این در حالی است که رطوبت نسبی اغلب بالای 60 درصد بوده و بعضاً نزدیک به 100 درصد است. به علاوه هوای مجاور تمرکز بالایی از دی‌اکسید گوگرد و ذرات نمک دارد [5]. به همین جهت است که از منطقة دریایی خلیج فارس به عنوان یکی از مخرب‌ترین محیط‌ها برای بتن در دنیا یاد شده است [6]. در چنین شرایط
3
‏،‏ ترک‏‌‏ها و ریزترک‏‌‏های متعددی در اثر انقباض و نیز تغییرات حرارتی و رطوبتی ایجاد شده‏،‏ که این مساله به نوبة خود، نفوذ کلریدها و سولفاتهای مهاجم را به داخل بتن تشدید کرده‏،‏ و شرایط م‏س‏تعدی برای خوردگی فولاد فراهم می‌آورد [‏7‏-‏9‏]. به همین جهت بسیاری از سازه‌‌های بتن مسلح در نواحی ساحلی ایران نظیر سواحل بندرعباس، در کمتر از 5 سال از نظر سازه‌ای غیر‏ ‏قابل استفاده گردیده‌اند.
‏نظیر این مساله برای بسیاری از سازه‌های در مجاورت آب‏،‏ که در محیط دریایی و ساحلی قرار ندارند نیز وجود دارد. پایه‌های پل، آبگیرها، سدها و کانال‌های بتن آرمه نیز از این مورد مستثنی نبوده و اغلب به دلیل وجود یون سولفات و کلرید، از خوردگی فولاد رنج می‌برند.
‏2 –‏ راه حل مساله
‏تکنیک‌هایی چند‏،‏ جهت جلوگیری از خوردگی قطعات فولادی الحاقی به سازه و نیز فولاد در بتن مسلح توسعه داده شده و مورد استفاده قرار گرفته است که از بین آنها می‌توان به پوشش اپوکسی بر قطعات فولادی و میلگردها، تزریق پلیمر به سطوح بتنی و حفاظت کاتدیک میلگردها اشاره نمود. با این وجود هر یک از این تکنیک‌ها فقط تا حدودی موفق بوده است [10]. برای حذف کامل مساله، توجه محققین به جانشین کردن قطعات فولادی و میلگردهای فولای با مصالح جدید مقاوم در مقابل خوردگی، معطوف گردیده است.
4
‏مواد کامپوزیتی (Fiber Reinforced Polymers/Plastics) FRP ‏ موادی بسیار مقاوم در مقابل محیط‌های خورنده همچون محیط‌های نمکی و قلیایی هستند. به همین دلیل امروزه کامپوزیتهای FRP‏، موضوع تحقیقات توسعه‌ای وسیعی به عنوان جانشین قطعات و میلگردهای فولادی و کابلهای پیش‌تنیدگی شده‌اند. چنین تحقیقاتی به خصوص برای سازه‌های در مجاورت آب و بالاخص در محیط‌های دریایی و ساحلی، به شدت مورد ‏توجه قرار گرفته‏‌‏اند‏.

 

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.