Abstract

The interval type-2 fuzzy logic controller (IT2FLC) has emerged as one of the most effective high-tech control strategies to improve the performance of structures under near-field and far-field ground motions. The present study discusses the application of this strategy in the hybrid control of the behaviour of a real high-rise shear building by considering soil–structure interaction. In this regard, a hybrid control technique, consisting of a tuned mass damper (TMD) and a magneto-rheological (MR) damper is proposed. Using an MR damper on a TMD (MR + TMD) helps to reduce the seismic responses of a high-rise building in soil–structure interaction. The utilization of this hybrid device is very useful because it does not require huge power sources. By applying the observer–teacher–learner–based optimization (OTLBO) method, the fuzzy rules of IT2FLC, the TMD parameters, and the voltage of the MR damper have been optimized for a fifteen-storey shear building under four seismic near-field and far-field excitations. Minimization of the peak displacement of the top floor by using the square root of sum of squares (SRSS) of each response to each earthquake was utilized as the optimization criterion. Then, the optimized type-2 fuzzy rules and optimized TMD parameters were examined under seven new earthquake records in the fifteen-storey building. The results obtained by comparing the proposed control and uncontrolled systems in terms of the structure interaction with soft and dense soils show that the IT2FLC- using OTLBO is an efficient control method. It is also shown that the responses of this building to the hybrid controller have been effectively improved.

摘要

区间二型模糊逻辑控制器（IT2FLC）已成为提高结构在近场和远场地震动下性能的最有效的高科技控制策略之一。本研究通过考虑土-结构相互作用，讨论了该策略在真实高层剪力建筑行为的混合控制中的应用。在这方面，提出了一种混合控制技术，由调谐质量阻尼器 (TMD) 和磁流变 (MR) 阻尼器组成。在 TMD (MR + TMD) 上使用 MR 阻尼器有助于减少高层建筑在土壤-结构相互作用中的地震响应。这种混合设备的使用非常有用，因为它不需要巨大的电源。通过应用基于观察者-教师-学习者的优化 (OTLBO) 方法，IT2FLC 的模糊规则，TMD 参数和 MR 阻尼器的电压已针对 15 层剪力建筑在四种地震近场和远场激励下进行了优化。通过使用每个地震的每个响应的平方和的平方根（SRSS）来最小化顶层的峰值位移被用作优化标准。然后，在15层楼房的7个新地震记录下，对优化的2型模糊规则和优化的TMD参数进行了检验。通过比较所提出的控制和非控制系统与软土和致密土的结构相互作用获得的结果表明，使用 OTLBO 的 IT2FLC 是一种有效的控制方法。还表明，该建筑物对混合控制器的响应得到了有效改善。并且 MR 阻尼器的电压已针对 15 层剪力建筑在四种地震近场和远场激励下进行了优化。通过使用每个地震的每个响应的平方和的平方根（SRSS）来最小化顶层的峰值位移被用作优化标准。然后，在15层楼房的7个新地震记录下，对优化的2型模糊规则和优化的TMD参数进行了检验。通过比较所提出的控制和非控制系统与软土和致密土的结构相互作用获得的结果表明，使用 OTLBO 的 IT2FLC 是一种有效的控制方法。还表明，该建筑物对混合控制器的响应得到了有效改善。并且 MR 阻尼器的电压已针对 15 层剪力建筑在四种地震近场和远场激励下进行了优化。通过使用每个地震的每个响应的平方和的平方根（SRSS）来最小化顶层的峰值位移被用作优化标准。然后，在15层楼房的7个新地震记录下，对优化的2型模糊规则和优化的TMD参数进行了检验。通过比较所提出的控制和非控制系统与软土和致密土的结构相互作用获得的结果表明，使用 OTLBO 的 IT2FLC 是一种有效的控制方法。还表明，该建筑物对混合控制器的响应得到了有效改善。