Günümüze kadar ülkemizde ve dünyada yıkıcılığı yüksek çok sayıda deprem meydana gelmiştir. Bu çalışmada, Kocaeli depremi (1999), Kobe depremi (1995) ve Northridge depremi (1994) etkisi altında Yıldız Teknik Üniversitesi Makine Teorisi, Sistem Dinamiği ve Kontrol Laboratuvarında bulunan altı katlı laboratuvar bina modelinin ve İTÜ Moleküler Biyoloji ve Genetik Merkezi binasının titreşim analizleri gerçekleştirilmiştir. Binaların fiziksel modelleri, depremlerin yıkıcılığının en fazla yatay yönde olması sebebi ile sadece yatayda hareket edebilen ve zemine ankastre olarak mesnetli şekilde oluşturulmuştur. MATLAB programında yazılan bir algoritma ile bina modellerinin doğal frekansları ve mod şekilleri bulunmuştur. Laboratuvar ve gerçek bina modelleri MATLAB-Simulink programında blok diyagramlar şeklinde modellenmiştir. Bina modellerinde her kat için konum-zaman, hız-zaman ve ivme zaman grafikleri çizdirilmiştir. Ayrıca binaların frekans cevapları da bu blok diyagramlar kullanılarak elde edilmiştir. Bina titreşimlerinin azaltılabilmesi için pasif kontrol yöntemi olan ayarlı kütle damperi (AKD) ve AKD kullanılan bina modellerine aktif kontrol yöntemi olan PID, FUZZY ve AFPID kontrolcüler tasarlanmıştır. Kontrolcü kullanılmayan, sadece AKD kullanılan, AKD ile PID’nin birlikte kullanıldığı, AKD ile FUZZY’nin birlikte kullanıldığı ve AKD ile AFPID’nin birlikte kullanıldığı beş durum için bina modellerinin zaman ve frekans alanlarında titreşim cevaplarının grafikleri karşılaştırmalı olarak MATLAB programı ile çizdirilmiştir. Titreşim analizleri sonuçları incelendiğinde AKD ile PID, FUZZY ve AFPID kontrolcünün birlikte kullanıldığı bina modellerinin titreşimlerini azaltmada ve birinci doğal frekansın genliğini baskılamada iyi bir performans sergilediği görülmüştür. Bu durum bina modellerinin en üst katlarının ISE hataları (Integral Square Error) karşılaştırılarak da görülebilir. Sonuç olarak bu çalışma depremlerin yıkıcı etkilerinin pasif ve aktif kontrol yöntemleri kullanılarak azaltılabileceğini göstermektedir. (ORCID NO: 0000-0002-2097-8298)
Anahtar Kelimeler: Titreşim Analizi, Deprem, Modal Analiz, Ayarlı Kütle Damper (AKD), PID Denetleyici, FUZZY Denetleyici, AFPID Denetleyici
|
