A recently developed semi-active control strategy using magneto-rheological fluid dampers is presented for vibration control of seismically excited buildings. As a control device, magneto-rheological (MR) dampers are employed because they have attractive characteristics for applications. At first, experimental studies were performed on a small size MR damper to investigate the general mechanical properties of MR damper. Numerical simulation studies are performed to demonstrate the efficacy of the semi-actively controlled MR fluid dampers on the third ASCE benchmark problem. MR fluid dampers are assumed to be installed on the lower part of the structure. Genetic algorithm is used to determine the optimal locations and capacities of the MR fluid dampers. Clipped optimal controller is designed to control the input voltage to the MR fluid dampers. The interstory drift and acceleration data are used for the feedback control. To verify the robustness with respect to the variation of the external earthquake force, several cases with different earthquake forces are considered in the numerical simulation.
The results show that the peak drift ratios and absolute accelerations are reduced by 15-20% and 15-34%, respectively. The normed values are reduced by 35-45%. However the base shear is not reduced well.
최근 자기유변유체(Magneto-Rheological Fluid : MR) 댐버를 이용한 반능동제어 시스템은 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 지진하중에 대한 반능동제어 시스템의 효율을 알아보기 위해 자기유변유체 댐버를 사용하였으며 자기유변유체 댐퍼의 특성을 파악하기 위해 간단한 실험을 수행하였다. 또한, MR 감쇠기의 적용성을 분석하기 위하여, 미국 토목학회에서 제안한 20층 건물의 지진하중에 대한 진동제어에 관한 Benchmark Problem에 대하여 수치모의 해석을 수행하였다. MR 감쇠기의 최적 위치와 용량을 파악하기 위해 유전자 알고리즘을 수행하였으며, MR 감쇠기를 제어하기 위한 방법으로 Clipped Optimal Algorithm을 사용하였다.
수행 결과 절대최대 가속도의 경우 15-34% 정도 감소하였으며, 층간 변위의 경우 15-20% 정도 감소하였다. 그러나 층간 변위에 대해서는 제어효율이 좋지 않음을 알 수 있었다.
