کنترل سازه ها یکی از مباحث جدید مهندسی سازه می باشد که از گذشته تا کنون پیشرفت های زیادی در آن مشاهد شده است. کنترل سازه به مجموعه ی فرایندها و روش هایی اتلاق می گردد که به منظور مقابله با بارهای جانبی وارد بر سازه از جمله بار زلزله و باد و در حقیقت کنترل و کاهش پاسخ های سازه در مقابل این نوع بارها استفاده می شوند. تمامی این سیستم ها به استهلاک انرژی زلزله ی وارد شده می پردازند و عملکرد آن ها برای این منظور طراحی شده است. به طور کلی سه دسته کنترل سازه وجود دارد:

1-کنترل غیرفعال سازه ها (Passive control of structure)

2-کنترل نیمه فعال سازه ها(Semi-active control of structures)

3-کنترل فعال سازه ها(Active control of structures)

قابل ذکر است یک روش کنترل شامل ترکیب کنترل غیرفعال و فعال سازه ها نیز تحت عنوان کنترل ترکیبی (Hybrid) وجود دارد. در ادامه قصد داریم به معرفی روش های کنترل غیرفعال سازه ها بپردازیم.

کنترل غیرفعال سازه سیستمی است که بدون نیاز به منبع انرژی خارجی به میرا کردن انرژی ناشی از بارهای جانبی می پردازد. این نوع از سیستم ها از نظر هزینه از بقیه ی روش ها ارزان تر و در ساخت و ساز نیز استفاده از آن ها به دلیل سادگی در طراحی و اجرا نسبت به روش های دیگر رایج ترند. سیستم های غیر فعال کنترل سازه مقاومند و سازه را نیز بی ثبات نمی کنند ولی در مقابل بارگذاری های مختلف و تغییرات بارهای وارده به غیر از باری که برای آن طراحی شده اند؛ سازگاری ندارند که این مورد یکی از دلایلی بود که زمینه را برای طراجی سیستم های فعال و نیمه فعال ایجاد کرد.

نیروهای کنترلی در این حالت مطابق با پاسخ سازه در محل قرار گیری سیستم کنترل غیرفعال تعیین می شوند.

سیستم های غیرفعال رایج در سازه ها عبارتند از:

1-انواع مهاربندها (Braces) شامل مهاربندهای همگرا(Concentrically brace)، واگرا(Eccentrically brace)، مهاربندهای کمانش تاب(Buckling Resistance Brace):

مهاربندها رایج ترین نوع سیستم های کنترل غیرفعال به ویژه در ساختمان های فولادی هستند که به طور قابل توجهی سختی جانبی سازه را افزایش می دهند؛ به عبارت دیگر در این حالت به تقویت طرفیت باربری سازه می پردازیم. این المان ها برای کشش و در برخی موارد برای فشار نیز طراحی می شوند.

2- جداگرها که شامل جداگرهای لرزه ای و آیرودینامیکی هستند. یکی دیگر از روش های کنترل غیرفعال سازه ها، استفاده از جداگرها (Base isolation) است. در این حالت به جای افزایش ظرفیت سازه، نیاز لرزه ای کاهش می یابد؛به عبارت ساده تر به جای آنکه نیروی زلزله وارد سازه شده و تمهیداتی برای مقابله با آن در نظر گرفته شود، از ورود نیروی زلزله به سازه جلوگیری شده و نیروی زلزله در تراز جداساز میرا می شود. در روش جداسازی لرزه ای ، سازه بر روی تکیه گاه هایی که قابلیت تغییرشکل جانبی زیادی دارند قرار می گیرد. در صورت وقوع زلزله ، عمده تغییرشکل ها در تکیه گاه رخ داده و سازه مانند جسمی صلب با تغییرشکل های کوچکی ارتعاش می کند.

3- استفاده از میراگرها(dampers) نیز به عنوان یکی از روش های میرا کردن انرژی بارهای جانبی در سازه می باشد. انواع مختلفی از میراگرها تا کنون طراحی و ساخته شده اند که در آینده به بررسی هر یک از انواع آن ها خواهیم پرداخت. مکانیزم عملکرد میزاگرها در دو دسته می باشد:

الف-مستهلک کننده های انرژی که با افزایش میرایی و سختی سازه باعث کاهش پاسخ می شوند. مانند میراگرهای اصطکاکی(frictional dampers)، ویسکوز و میراگرهای جاری شونده (Yielding dampers)

ب-جذب کننده های ارتعاشات دینامیکی که با تغییر مشخصات دینامیکی سازه مانند فرکانس طبیعی و میرایی، پاسخ ها را کاهش می دهند. مانند میراگرهای جرمی تنظیم شونده(Tuned mass dampers)، میراگرهای تنظیم شونده ی مایع(Tuned liquid dampers) و میراگرهای غلتکی