شناسایی جداگرهای لاستیکی با هسته سربی (LRB) با استفاده از مدل اصلاح‌شده بوکون نرمال‌شده

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 استادیار گروه عمران، دانشگاه گیلان، رشت

2 دانشجوی دکتری عمران گرایش سازه، دانشگاه گیلان، رشت

چکیده

به دلیل مشخصات دینامیکی موجود در نیروی بازگرداننده جداگرهای لاستیکی با هسته سربی (LRB)، رفتار لرزه ای سازه های کف جدا به شدت تحت تاثیر قرار می گیرند. به کار بردن مدل صحیح بر اساس نقش غیرخطی که این جداگرها دارند اهمیت بسیاری دارد. در این مقاله یک شکل ترکیبی برای نمایش رفتار جداگرهای LRB ارائه می شود که بر اساس مدل اصلاح شده و نرمال شده بوک- ون قرار دارد. این مدل امکان شناسایی جداگرهای LRB را با تعریف دو فاز خطی و غیرخطی آن ها فراهم می کند که به نوبه خود باعث افزایش دقت در روند شناسایی آن ها می شود. با استفاده از یک تحریک سینوسی با دامنه ای که به اندازه کافی بزرگ است، پارامترهای اصلی مدل با استفاده از فقط یک آزمایش معلوم می شوند. روند شناسایی و اعتبارسنجی، با استفاده از یک مدل جعبه سیاه از جداگر LRB که در برنامه ساختمان های معیار کف جدا وجود دارد به عنوان مثال عددی انجام می گیرد. این مدل به عنوان یک آزمایشگاه مجازی مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که دقت مدل شناسایی شده خوب بوده و مدل پیشنهادی برای نمایش رفتار جداگرهای LRB می تواند گزینه مناسبی باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Buckle IG, Mayes RL (1990) Seismic isolation history, application and performance-a world view. Earthq Spectra 6: 161-201.
[2] Naeim F, Kelly JM (1999) Design of seismic isolated structures: From theory to practice. 1st edn. Hoboken. John Wiley & Sons.
[3] Jangid RS (2007) Optimum lead-rubber isolation bearings for near-fault motions‌. Eng Struct 29: 2503-2513.
[4] Kelly JM (1986) A seismic base isolation: Review and bibliography. Soil Dyn Earthq Eng‌  110: 186-203.
[5] Jangid RS, Datta TK (1995) Seismic behaviour of base isolated building-A state-of-the-art-review. P I Civil Eng-Str B 110(2): 186-203.
[6] Tyler RG, Robinson WH (1984) High-strain tests on lead-rubber bearings for earthquake loadings. B New Zealand Nat Soc Earthq Eng 17: 90-105.
[7] Wen YK (1976) Method for random vibration of hysteretic systems. J Eng Mech Div 102(2): 249-263.
[8] Wen YK (1980) Equivalent linearization for hysteretic systems under random excitations‌. J Appl Mech-T ASME 47(1): 150-154.
[9] Zhou L, Wu SY, Yang JN (2008) Experimental study of an adaptive extended kalman filter for structural damage identification. J Infrastruct Syst 14(1): 42-51.
[10] Lin JW, Betti R, Smyth WA, Longman RW (2001) On-line Identification of nonlinear hysteretic structural system using a variable trace approach. Earthquake Eng Struc 30: 1279-1303.
[11] Loh CH, Lin CY, Huang CC (2000) Time domain identification of frames under earthquake loadings. J Eng Mech-ASCE 126(7): 693-703.
[12] Yang JN, Lin S (2004) On-line identification of nonlinear hysteretic structures using an adaptive tracking technique‌. Int J Nonlinear Mech 39: 1481-1491.
[13] Hoshiya M, Maruyama O (1987) Kalman filtering of versatile restoring systems. 1st edn. Stochastic Approaches in Earthquake Engineering Lecture Notes in Engineering. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Florida.
[14] Lin L-S, Zhang Y (1994) Nonlinear structural identification using extended Kalman filter. Comput Struct 52: 757-764.
[15] Loh CH‌, ‌Chung ST (1998). A three-stage identification approach for hysteretic systems. Earthquake Eng Struc 22: 1435-1459.
[16] Ramallo JC‌, ‌Yoshioka H‌, ‌Spencer BF (2004) A two-step identification technique for semiactive control system. Struct Control Hlth 11: 273-289.
[17] Lil SJ‌, ‌Suzuki Y‌, ‌Noori M (2004) ‌Identification of hysteretic system with slip using bootstrap filter. Mech Syst Signal Pr 18: 781-795.
[18] Ni YQ, Ko JM, Wong CW (1998) Identification of nonlinear hysteretic isolators from periodic vibration tests. J Sound Vib 217(4): 737-756.
[19] Tan RY, Huang MC (2000) System identification of a bridge with lead-rubber bearings. Comput Struct 74: 267-280.
[20] Furukawa T, Ito M, Izawa K, Noori MN, ASCE M (2005) System Identification of base-isolated building using seismic response data. J Eng Mech-ASCE 131: 268-275.
[21] Qiang Y, Li Z, Xinming W, ASCE M (2010) Parameter identification of hysteretic model of rubber-bearing based on sequential nonlinear least-square estimation‌. Earthq Eng Eng Vib 9(3): 375-383.
[22] De-wei S, Zhi-gang C, Guang-yu Z, Berhard P (2011) Modeling and parameter identification of amplitude- and frequency-dependent rubber isolator. J Cent South Univ Technol‌ 18: 672-678.
[23] Ying L, Ming H (2013) Identification of the nonlinear properties of rubber-bearings in base-isolated buildings with limited seismic response data. Technol Sci 5:1224-1231.
[24] Yu Y, Li Y, Li J (2014) Parameteridentification of an improved Dahl model for magnetorheological elastomer base isolator based on enhanced genetic algorithm. In: Proceedings of 23rd Australasian conference on the mechanics of structures and materials, Byron Bay, Australia.
[25] Yu Y, Li Y, Li J (2014) Parameter identification of a novel strain stiffening model for magnetorheological elastomer base isolator utilizing enhanced particle swarm optimization. J Intel Mat Syst Str, in press.
[26] Yu Y, Li Y, Li J (2015) Parameter identification and sensitivity analysis of an improved LuGre friction model for magnetorheological elastomer base isolator. Meccanica 50: 2691-2707.
[27] مهرکیان ب، بهار آ، چائی بخش ع (1394) بهینه‌سازی ژنتیکی محاسبات سخت در مقابل محاسبات نرم برای مدل‌سازی میراگر MR و ارائه یک مدل شبه استاتیکی وارون­پذیر. نشریه علمی پژوهشی امیرکبیر-عمران و محیط‌زیست 50-33 :(2)47.
[28] رمضانی م، زهرائی س م (1395) پارامترهای بهینه میراگر جرمی تنظیم‌شده برای سازه‌های بلند به کمک شبکه‌های عصبی مصنوعی. مجله علمی پژوهشی عمران مدرس  121-109 :(4)16.
[29] معافی س ع، معصوم نژاد م (1395) تعیین بهینه زمان سوئیچینگ کنترلر بنگ-بنگ برای سیستم­ نامعین جرثقیل سقفی. مجله مهندسی مکانیک مدرس 186-178 :(5)16.
[30] Ikhouane F‌, ‌Rodellar J (2007) ‌System with hysteresis‌: ‌Analysis‌, ‌identification and control using the Bouc-Wen model‌. ‌John Wiley & Sons‌, ‌Ltd.
[31] Bahar A‌, ‌Pozzo F‌, ‌Acho L‌, ‌rodellar J, Barbat A (2010) Parameter identification of large-scale magnetorheological dampers in a benchmark building‌. Comput Struct 88: 198-206.
[32] Rodriguez A‌, ‌Iwata N‌, ‌Ikhouane F‌, ‌Rodellar J (2009) Model identification of a large-scale magnetorheological fluid damper. Smart Mater Struct 18(1): 015010 ‌.
[33] Narasimhan S‌, ‌Nagarajaiah S‌, ‌Johnson EA‌, ‌Gavin HP (2000) Smart base-isolated benchmark building. ‌Part 1‌: ‌problem definition. Struct Control Hlth 13: 573-588‌.