Depreme yönelik olarak yarı-aktif kontrollü manyetik damper tasarımı ve uygulaması

Manyetoreolojik (MR) damperler son yirmi yıldır tüm dünyada otomotiv, biyomedikal, inşaat ve savunma sanayi gibi çeşitli alanlarda pratik olarak kullanılmakta ve bu alanlarda yapılan araştırmalar halen güncelliğini korumaktadır. Bu alanların başında ise titreşim altındaki yapıların MR damper ile kontrolü gelmektedir. Bu çalışmada, MR damper kullanılarak betonarme binalardaki sismik titreşimlerinin sönümlenmesi farklı çelik yapı modelleri kullanılarak incelenmiştir. Çalışmada öncelikle MR damper içerisindeki akış ve manyetik alana ilişkin analitik modeller ortaya konulmuş, ardından bir referans MR damper dikkate alınarak farklı HAD yaklaşımları incelenmiş ve literatürdeki HAD yaklaşımlarının MR damperin modellenmesinde yetersiz olduğu gösterilmiştir. Daha sonra, reometre yardımıyla MR sıvının reolojik özellikleri belirenmiş ve bu veriler ışığında yeni bir HAD yaklaşımı ortaya konularak sonuçlar referans MR damper ile doğrulanmıştır. Geliştirilen yaklaşım kullanılarak, yapı modellerine uygun ölçekte bir MR damper tasarlanmış, optimize edilmiş ve üretilmiştir. Ayrıca, geliştirilen HAD yaklaşımı üretilen MR damperin test sonuçları ile bir kez daha doğrulanmıştır. Üretilen MR damper için literatürdeki parametrik dinamik modeller incelenmiş ve bir yapay sinir ağları dinamik modeli geliştirilmiştir. Yapı modellerinin MR damper ile kontrol edilebilmesi için iki tanesi geliştirilen yapay sinir ağları modeli ile çalışan toplam üç adet kontrol algoritması kullanılmıştır. Türkiye yapı stoğunun büyük çoğunluğu 5-8 katlı betonarme binalardan oluşmaktadır. Bu yapıların periyod özellikleri dikkate alınarak, dört farklı çelik yapı modeli tasarlanmıştır. Yapı modelleri bir sarsma tablasına yerleştirilerek El-Centro ve Kocaeli deprem ivmeleri altında MR damper ile yarı-aktif olarak kontrol edilmiştir. Ayrıca ticari bir MR damper kullanılarak deneyler tekrarlanmıştır. Çalışma sonucunda yapı modellerinin kontrolcüsüz duruma göre taban kesme kuvvetleri indekslerinde %50'ye varan bir iyileşme sağlandığı ve üretilen MR damperin ilgili indekslerde ticari bir MR dampere göre %23 daha iyi sonuç verdiği görülmüştür.