การควบคุมการสั่นไหวของอาคารเนื่องจากแผ่นดินไหวโดยใช้มวลหน่วงปรับค่าแบบกึ่งแอกทีฟ

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาประสิทธิภาพของการใช้มวลหน่วงปรับค่าแบบกึ่งแอกทีฟหนึ่งหน่วยในการลดการสั่นไหวของอาคารภายใต้การเกิดแผ่นดินไหว ในงานวิจัยได้ใช้พารามิเตอร์ของอาคารในโหมดการสั่นหลักในการวิเคราะห์การสั่นไหวแบบอิลาสติก จากการใช้มวลหน่วงปรับค่าแบบกึ่งแอกทีฟพบว่ามีประสิทธิภาพในการลดการสั่นไหวของโครงสร้างได้มากกว่าระบบแพสสีฟ ในขณะที่มีเสถียรภาพมากกว่าระบบแอกทีฟ เนื่องจากว่ามวลหน่วงปรับค่าแบบกึ่งแอกทีฟนี้จะใช้ตัวหน่วงที่มีความสามารถในการปรับความหน่วงได้ภายในเวลาอันรวด เร็วและใช้พลังงานที่ตํ่าจึงทำให้สามารถควบคุมการสั่นของมวลหน่วงปรับค่าให้เป็นไปอย่างเหมาะสม จากผลการศึกษาทำให้ได้แนวทางในการออกแบบการควบคุมมวลหน่วงปรับค่าแบบกึ่งแอกทีฟตามการควบคุมแบบควอดราดิกเชิงเส้นให้มีประสิทธิภาพในการลดการสั่นไหวของอาคารมากขึ้น โดยสามารถใช้ค่ารากที่สองของค่าเฉลี่ยกำลังสองของอัตราส่วนขยายพลศาสตร์ที่ตํ่าที่สุดเป็นเกณฑ์ในการหาค่าเมตริกซ์นํ้าหนักสำหรับแรงควบคุมที่เหมาะสมที่สุดกับตัวหน่วงที่ใช้ได้ นอกจากนี้งานวิจัยยังได้ทำการศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้มวลหน่วงปรับค่าแบบกึ่งแอกทีฟในทางปฏิบัติโดยทำการทดสอบตัวหน่วงซึ่งภายในบรรจุของเหลวแม่เหล็กปรับค่าที่สามารถทำให้ตัวหน่วงสามารถปรับค่าความหน่วงได้ภายในเวลาอันสั้น จากผลการทดสอบตัวหน่วงทำให้ได้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ซึ่งเมื่อนำมาวิเคราะห์ในเชิงตัวเลขทางคอมพิวเตอร์พบว่าตัวหน่วงดังกล่าวนี้มีความสามารถในการลดการสั่นไหวของอาคารได้อย่างมีประสิทธิภาพในแง่ของรากที่สองของค่าเฉลี่ยกำลังสองของการสั่นไหวของโครงสร้างและสามารถลดการสั่นสูงสุดของโครงสร้างได้เล็กน้อย