Destekleyen Kuruluş:TÜBİTAK 1001
Proje Adı:Yapısal Sistemlerin Farklı Bozucu Girişler Etkisi Altındaki Titreşimlerinin Analizi ve Aktif-Pasif Kontrolü
Proje Yürütücüsü:Prof. Dr. Rahmi Güçlü
Araştırmacılar: Yrd. Doç. Meral Bayraktar
Danışmanlar:Doç. Dr. İbrahim B. Küçükdemiral, Yrd. Doç. Dr. Deniz Güney
Bursiyerler:Arş. Gör. Hakan Yazıcı, Arş. Gör. Muzaffer Metin, Mak. Müh. Gökhan Keskin
Proje No:109M523
Proje Süresi:(24 ay) 01.05.2010-01.05.2012
Proje Özeti:
Yapısal sistemlere etkiyen bozucu girişler (taşıt, makine, deprem, rüzgâr kaynaklı titreşimler), yapısal sistemlerin güvenliği açısından oldukça önemli bir problemdir. Geçmişte meydana gelen yüksek şiddetteki depremler ülkemizde ve dünyada pek çok can ve mal kaybına neden olmuştur. Bu durum, özellikle depremde hasar görmemesi istenen yapıların titreşim kontrolünün gerekliliğini ortaya koymaktadır. Son yıllarda, yapısal sistemlerin titreşimlerinin analizi ve kontrolü üzerine pek çok çalışma yapılmıştır. Bu projenin, gerçek dış bozucu girişler etkisindeki yapısal sistem titreşimlerinin analizi ve kontrol çalışmalarına yeni bir yaklaşım getireceği düşünülmektedir.
Önerilen projede gerçek yapısal sistemlerin maruz kaldıkları, bir sarsıcı veya raylı taşıttan kaynaklanan bozucu etkilere karşı titreşim ölçümleri gerçekleştirilecektir. Daha sonra yapısal sistemin statik kat planlarından yararlanılarak, yapı parametreleri belirlenecek ve modeli kurulacaktır. Ölçüm sonuçları ile model üzerinden elde edilen simülasyon sonuçları karşılaştırılarak modelin gerçeğe yakınlığı gözlemlenecektir. Elde edilen ideal modele, gerçek deprem verileri bozucu giriş olarak uygulanarak, seçilen binanın bu durumdaki titreşimleri incelenebilecektir. Bu uygulama, hem ülkemizde yaşanan Kocaeli Depremi için hem de dünyada yaşanan büyük ölçekli depremlerden (Kobe, Northridge, vs.) biri için yapılarak seçilen binanın deprem esnasındaki titreşimleri incelenecektir (Şekil 1). Bu şekilde, elde edilen ideal model yardımıyla binaların gerçek deprem karşısındaki dinamik davranışları önceden kestirilebilecek ve emniyetli olup olmadığına karar verilebilecektir. Uygulanan ölçüme dayalı analiz yönteminin tüm yapılarda etkin olarak kullanılabilmesi için çalışmalar yapılacaktır.
Modellenen yapısal sistemin titreşimlerinin kontrolü için aktif ve pasif kontrol teknikleri kullanılarak, bilgisayar ortamında çeşitli çözümler geliştirilecektir. Aktif kontrol uygulamalarının en önemli kısmı olan kontrol algoritması tasarımında, bir çok çalışmada ihmal edilen kontrol girişindeki zaman gecikmesi ve yapısal sistem parametrelerinin kesin olarak belirlenememesinden kaynaklanan parametre belirsizlikleri sistemin dinamiğine dahil edilerek, bu etkileri hesaba katan kontrolör tasarımı gerçekleştirilecektir. Literatürde gerçek bina parametreleri kullanılarak zaman gecikmesi ve parametre belirsizliklerinin hesaba katıldığı bir çalışmaya rastlanmamıştır. Kontrolör tasarımında dayanıklı (robust) ve bulanık mantık tabanlı kontrol algoritmaları kullanılacaktır. Projede, matematik modelin doğruluğu ölçüm sonuçlarıyla desteklenen gerçek bir bina üzerinden kontrolör tasarımı yapılacaktır. Çok katlı yapıların aktif kontrolü ile kontrolörün ve sensörlerin yerleştirileceği yerler için modal analiz ile ilgili çalışmalar yapılacaktır.