Yapıların aktif tendonlar ile kontrolü
Control of structures with active tendons
Yazar: SİNAN MELİH NİĞDELİ
Danışman: PROF.DR. MEHMET HASAN BODUROĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Binalar = Buildings ; Deprem = Earthquake

Özet:
Bu çalışmada, tek serbestlik ve çok serbestlik dereceli bina modellerine Orantı+İntegral+Türev tipi kontrolcü ile birlikte çalışan aktif tendonlar uygulanmıştır. İlk önce, binanın fiziksel modeli sanal yaylar, sönümleyiciler ve rijit kütleler ile oluşturulmuştur. Bu aşamadan sonra, sistemlerin potansiyel, kinetik ve sönüm enerjisi belirlenmiştir. Sistemlerin hareket denklemleri, Lagrange denklemlerini kullanarak elde edilmiştir. Hareket denklemlerinin blok diyagramlarının elde etmek için Matlab programının alt programı olan Simulink kullanılmıştır. Orantı işlemi, hızlı cevap vermeye yarar. Türev işlemi, sönümleme kararlılığı için iyidir. İntegral işlemi, istenen sabit durumlu cevabı elde etmeye yardımcı olur. Bu işlemler için parametreler, deneme yanılma yöntemi ile bulunmuştur. Düzce depremi (1999), sisteme giriş olarak etki ettirtmek için seçilmiştir. Düzce depremi darbe tipi bir depremdir. Bu depremin üç ayrı merkezdeki kaydı incelenmiştir. Bunlar faya yakın olan Bolu ve daha uzak olan Sakarya ve İstanbul'da kaydedilmiş datalardır. Ayrıca, ilginç ivme datası nedeniyle Erzincan depremi (1992) de seçilmiştir. Bu depremin Erzincan kaydı kullanılmıştır. Bu durumda yakın ve uzak fay etkisi görülmüştür. Deprem ivme dataları sisteme uygulandıktan sonra, deplasman, hız, ivme ve transfer fonksiyonları gibi yapıda oluşan büyüklükler tüm serbestlik dereceleri için analiz edilmiştir. Deplasman ? zaman, hız ? zaman, ivme ? zaman ve transfer fonksiyonu (dB) ? frekans (Hz) grafikleri üzerinde kontrol edilmeyen ve edilen binalar karşılaştırılmıştır. Ayrıca tendonların çeşitli kombinasyonları incelenmiştir. Sonuçlar metodun uygulanabilir olduğunu göstermiştir.Anahtar Kelimeler: Aktif Tendonlar, Orantı + İntegral + Türev Tipi Kontrolcüler, Tek Serbestlik Dereceli Sistem, Çok Serbestlik Dereceli Sistem, Deprem, Bina

Abstract:
In this study, active tendons with Proportional Integral Derivation type controllers were applied to a SDOF and a MDOF building model. First, physical models of buildings were constituted with virtual springs, dampers and rigid masses. After this stage, potential, kinetic and damping energy of the systems were defined. Equations of motion of systems were obtained using the Lagrange Equations. Matlab Simulink was utilized to obtain the block diagrams for the equations of motion. P-action is introduced for increasing the speed of response. D-action is introduced for damping purposes. I-action is introduced for obtaining a desired steady-state response. Parameters for these actions were found by using trial method. Duzce Earthquake (1999) was chosen to apply as an input of systems. This earthquake was a stroke type. This earthquake?s different records such as Bolu, Sakarya and Istanbul were examined. Bolu is near to the main fault and the others far from it. Also, Erzincan Earthquake (1992) was chosen because of its interesting acceleration data. Erzincan record of this earthquake was examined. In this situation, near and far fault effect was also examined. After earthquake acceleration data were applied to the system, building parameters such as displacements, velocities, accelerations and transfer functions were analyzed for all degrees of freedom. Comparisons on displacement vs. time, velocity vs. time, acceleration vs. time and transfer function (dB) vs. frequency (Hz) were made for uncontrolled and controlled buildings. Also, various combinations of the tendons were examined. The results show that the method seems feasible.Keywords: Active Tendons, Proportional Integral Derivation Type Controllers, SDOF, MDOF, Earthquake, Building