SLIDING-MODE ACTIVE CONTROL METHOD IN SEISMIC ISOLATION OF STRUCTURES

Abstract

In this theoretical study, sliding-mode control method which is one of the active control methods has been applied to suppress structural vibration of earthquake excited structure. The robustness of sliding mode control has been proved when parametric uncertainties, modeling inaccuracies and varying dynamic loads exist. For numerical application, 8- story shear building excited by dynamic loads has been considered. To obtain the response of the building under earthquake forces, the east-west acceleration component of 1992 Erzincan earthquake and the east-west acceleration component of Düzce record and the north-south acceleration component of Bolu record of 1999 Düzce earthquake have been used. The obtained results have been presented in graphical form and compared with each other

Keywords

• Seismic isolation, Sliding Mode control

YAPILARIN SİSMİK İZOLASYONUNDA KAYAN MODLU AKTİF KONTROL YÖNTEMİ

Abstract

Mevcut kuramsal çalışmada, deprem etkisi altındaki yapıların titreşimlerini azaltmak için aktif kontrol yöntemlerinden biri olan kayan modlu kontrol yöntemi uygulanmıştır. Bu yöntemin, değişen dinamik yükler, modelleme hatası ve parametrik belirsizliğin olduğu durumlardaki performansı ortaya konmuştur. Sayısal uygulama için dinamik etkiye maruz lineer sönümlü sekiz katlı bir bina göz önüne alınmıştır. Dinamik etki olarak, 1992 Erzincan depremi doğu-batı ivme bileşeni ile 1999 Düzce depreminin Düzce kaydı doğu-batı ivme bileşeni ve Bolu kaydı kuzey-güney ivme bileşeni kullanılmıştır. Elde edilen çözümler birbirleriyle karşılaştırılmış ve sonuçlar grafiksel olarak sunulmuştur.

Keywords

• Sismik izolasyon, Kayan modlu kontrol

References

1. Adhikari R., Yamaguchi H. (1997): “Sliding Mode Control of Buildings with ATMD”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, V. 26, p. 409-422.
2. Afet İşleri Genel Müdürlüğü, Deprem Araştırma Dairesi, İvme Kayıtları, www.deprem.gov.tr, Ankara.
3. Matheu E. E. (1998): “Output – Feedback Sliding Mode Control with Generalized Sliding Surface for Civil Structures under Eartquake Excitation”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, V. 27, p. 259-283.
4. Singh M. P., Matheu E.E. (1997): “Active and Semi-Active Control of Structures under Seismic Excitation”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, V. 26, p. 193-213.
5. Slotine F.F.E., Li W. (1991): “Applied Nonlinear Control”, Prentice Hall, New Jersey,
6. Soong T. T. (1998): Experimental Simulation of Degrading Structures through Active Control. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, V. 27, p. 143-154.
7. Soong T. T., Constantinou M.C. (1994): “Passive and Active Structural Vibration Control in Civil Engineering, Springer”, Verlag, New York.
8. Soong T. T., Dargush G.F. (1997): “Passive Energy Dissipation Systems in Structural Engineering”, John Wiley and Sons, New York.

9. Sture S. (1997): Structural Control: Past, Present and Future, Journal of Engineering Mechanics. ASCE, Special Issue, V. 123, No: 9.
10. Utku Ş. (1998): “Theory of Adaptive Structures”, Incorporating Intelligence into Engineered Products, Boca Raton, CRC Press, New York.
11. Yang J.N., Wu J.C., Agrawal A.K., Hsu S.Y. (1997): “Sliding Mode Control with Compensator for Wind and Seismic Response Control”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, V. 26, p. 1137-1156.
12. Zhao B., Lu X., Wu M., Mei Z. (2000): “Sliding-Mode Control of Buildings with Base Isolation Hybrid Protective System”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, V. 29, p. 315-326.
13. Wu J. C. (1998): “Application of Sliding Mode Control to Benchmark Problem”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, V. 27, p. 1247-1266. SEMBOLLER
14. M : Sistemin kütle matrisi
15. K : Sistemin rijitlik matrisi
16. C : Sistemin sönüm matrisi
17. x : Yere göre bağıl deplasman vektörü .
18. x : Yere göre bağıl hız vektörü ..
19. x : Yere göre bağıl ivme vektörü
20. B : Kontrol kuvveti yerleşim vektörü
21. H : Deprem etkisi yerleşim vektörü
22. An : n. moda ait durum değişken matrisi
23. D1n : n. moda ait kontrol etki yerleşim vektörü
24. D2n : n. moda ait deprem etki yerleşim vektörü
25. z n : n. moda ait durum değişken vektörü
26. δ : Deprem etki vektörü
27. ag : Deprem ivme kaydı xg : Yer deplasmanı
28. φ : Modal matris n : n. mod φ : n. mod
29. q : Modal koordinat vektörü
30. qn : n. modal koordinat u : Kontrol kuvveti
31. ωn : n. moda ait doğal frekans
32. ξn : n. moda ait sönüm oranı σ : Kayma yüzeyi
33. ε : Sınır tabaka kalınlığı
34. aˆ : Kontrol edilen sistemde tahmin edilen toplam belirsizlik t : Zaman