Yapı Sistemlerinin Dinamik Ve Statik Davranışlarının Kontrol Elemanları Yardımıyla İyileştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, yapısal sistemlerin dinamik ve statik davranışlarının kontrolu amacıyla geliştirilen kontrol yöntemleri tanıtılmış ve laboratuvar şartlarında kurulan deney düzenekleri üzerinde yapılan çalışmalarla bu yöntemlerin etkileri incelenmiştir. Statik davranışların kontrolu için yapılan çalışmada, bir köprü modeli ele alınmış ve değişik yükleme durumlarında çökmeler aktif olarak kontrol edilmiştir. Çok serbestlik dereceli yapısal sistemlerin dinamik davranışlarının kontrolu amacıyla; biri harmonik, diğeri ise darbesel (aynı zamanda harmonik) ikaza cevap verebilecek iki ayrı kontrol sistemi tasarlanmıştır. Harmonik ikaz durumunda; kontrol sisteminin, ana sistem cevabı üzerindeki etkisi teorik ve deneysel olarak incelenmiştir. Yarı-aktif bir titreşim absorberi karakterinde olan bu kontrol sisteminde absorber kütlesinin çalışma aralığı, ana sistemin doğal frekanslarına göre hesaplanan kiriş boylarını sağlayacak şekilde belirlenen noktalara konulan switch’ler ile sınırlandırılmıştır. Darbesel yüklere maruz sistemler için düşünülen geri beslemeli yarı-aktif titreşim absorberinde ise, ana sistemden ölçülen kontrol büyüklüğü bilgisayar yardımıyla değerlendirilmekte ve buna göre hesaplanan kiriş boyunun sağlanması amacıyla kontrol sistemine gerekli bilgiler aktarılmaktadır. Kontrol sistemi elemanlarının yeterli çalışma hızlarına sahip olamayışı nedeniyle; darbesel yükleme durumunda deneysel olarak bir cevap alınamamış, bu yükleme durumunda incelemeler sadece teorik bazda yapılmıştır. Kontrol sistemin etkileri, sadece harmonik yükleme durumu için deneysel olarak incelenebilmiştir.

In this study, the methods that are developed to control the dynamic and static responses of structures have been introduced and the effects of these methods on the structural responses have been analysed theoretically and experimentally. Firstly, a bridge model has been studied to control the static responses. The deflection on the bridge under different loading conditions has been actively controlled. To control the dynamic behaviour of multi-degree of freedom structures, two different control systems have been designed, where one of them is to respond to harmonic excitation and the other is to respond to impulsive loads. In case of harmonic excitation, the effects of control systems on the structural responses have been studied theoretically and experimentally. In this control system as a semi-active vibration absorber, the stroke of absorber mass has been limited using switches that are pre-located according to natural frequencies of the structure. Another semi-active vibration absorber has been designed for the systems subjected to impulsive loads. In this system, the computer evaluates the control parameter measured from the main system and sends the necessary information to achieve the calculated beam length. Since the signal acquisition system was not fast enough compared to the speed of impulsive loading, experimental study could not be realized, only theoretical study has been done for impulsive loads. But the effects of control systems have been studied experimentally for harmonic excitation.