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Auteur Kwok, K. C. S.
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Affiner la rechercheActive Control of Cross Wind Response of 76-Story Tall Building using a Fuzzy Controller / Samali, Bijan in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°4 (Avril 2004)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°4 (Avril 2004) . - 492-498 p.
Titre : Active Control of Cross Wind Response of 76-Story Tall Building using a Fuzzy Controller Titre original : Commande Active de Réponse en Travers de Vent du Grand Bâtiment de 76 Etages en Utilisant un Contrôleur Brouillé Type de document : texte imprimé Auteurs : Samali, Bijan, Auteur ; Mohammed Al Dawod, Auteur ; Kwok, K. C. S. ; Naghdy, Fazel ; Spencer Jr., B. F., Editeur scientifique Article en page(s) : 492-498 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Active control Wind forces Fuzzy sets Buildings high rise Vibration control Damping Commande active Forces de vent Ensembles brouillés Bâtiments élevés Atténuation Index. décimale : 621.34/624 Résumé : This Paper focuses on the benchmark problem application regarding the vibration control of tall buildings under cross wind excitation. The building under consideration is the 76-story, 306-m tall reinforced concrete office tower proposed for the city of Melbourne, Australia. The adopted control scheme consists of an active tuned mass damper (ATMD) where the control action is achieved by a fuzzy logic controller (FLC). The main advantage of the FLC is its inherent robustness and ability to handle any nonlinear behavior of the structure and the fact that its implementation does not require a mathematical model of the structure. This benchmark study is based on specified design constraints for the ATMD to be considered in the design of the proposed control scheme. The performance of the controller has been demonstrated through the uncertainty in stiffness (+15 and .15% variation from initial stiffness) of the building. The results of the simulation show a good performance by the fuzzy controller for all cases tested. Also the results show that the fuzzy controller performance is similar to the linear quadratic Gaussian (LQG) controller, while possessing several advantages over the LQG controller.
Cet Article se concentre sur l'application de problème de repère concernant la commande de vibration des grands bâtiments sous l'excitation en travers de vent. Le bâtiment à l'étude est le 76 étages , tour concrète renforcée grande de bureau de 306-m proposée pour la ville de Melbourne, Australie. Le project adopté de commande comporte un amortisseur de masse accordé actif (ATMD) où l'action de commande est réalisée par un contrôleur de logique floue (FLC). L'avantage principal du FLC est son robustesse et capacité inhérentes de manipuler n'importe quel comportement non-linéaire de la structure et du fait que son exécution n'exige pas un modèle mathématique de la structure. Cette étude de repère est basée sur des contraintes indiquées de conception pour que l'ATMD soit considéré dans la conception de l'arrangement proposé de commande. L'exécution du contrôleur a été démontrée par l'incertitude dans la rigidité (+15 et variation de 15% de rigidité initiale) du bâtiment. Les résultats de la simulation montrent une bonne exécution par le contrôleur brouillé pour tous les cas examinés. En outre les résultats prouvent que l'exécution brouillée de contrôleur est semblable au contrôleur (LQG) gaussien quadratique linéaire, tout en possédant plusieurs avantages par rapport au contrôleur de LQG.
En ligne : bijan.samali@uts.edu.au, maldawod@eng.uts.edu.au, fazel.naghdy@uow.edu.au [article] Active Control of Cross Wind Response of 76-Story Tall Building using a Fuzzy Controller = Commande Active de Réponse en Travers de Vent du Grand Bâtiment de 76 Etages en Utilisant un Contrôleur Brouillé [texte imprimé] / Samali, Bijan, Auteur ; Mohammed Al Dawod, Auteur ; Kwok, K. C. S. ; Naghdy, Fazel ; Spencer Jr., B. F., Editeur scientifique . - 492-498 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°4 (Avril 2004) . - 492-498 p.
Mots-clés : Active control Wind forces Fuzzy sets Buildings high rise Vibration control Damping Commande active Forces de vent Ensembles brouillés Bâtiments élevés Atténuation Index. décimale : 621.34/624 Résumé : This Paper focuses on the benchmark problem application regarding the vibration control of tall buildings under cross wind excitation. The building under consideration is the 76-story, 306-m tall reinforced concrete office tower proposed for the city of Melbourne, Australia. The adopted control scheme consists of an active tuned mass damper (ATMD) where the control action is achieved by a fuzzy logic controller (FLC). The main advantage of the FLC is its inherent robustness and ability to handle any nonlinear behavior of the structure and the fact that its implementation does not require a mathematical model of the structure. This benchmark study is based on specified design constraints for the ATMD to be considered in the design of the proposed control scheme. The performance of the controller has been demonstrated through the uncertainty in stiffness (+15 and .15% variation from initial stiffness) of the building. The results of the simulation show a good performance by the fuzzy controller for all cases tested. Also the results show that the fuzzy controller performance is similar to the linear quadratic Gaussian (LQG) controller, while possessing several advantages over the LQG controller.
Cet Article se concentre sur l'application de problème de repère concernant la commande de vibration des grands bâtiments sous l'excitation en travers de vent. Le bâtiment à l'étude est le 76 étages , tour concrète renforcée grande de bureau de 306-m proposée pour la ville de Melbourne, Australie. Le project adopté de commande comporte un amortisseur de masse accordé actif (ATMD) où l'action de commande est réalisée par un contrôleur de logique floue (FLC). L'avantage principal du FLC est son robustesse et capacité inhérentes de manipuler n'importe quel comportement non-linéaire de la structure et du fait que son exécution n'exige pas un modèle mathématique de la structure. Cette étude de repère est basée sur des contraintes indiquées de conception pour que l'ATMD soit considéré dans la conception de l'arrangement proposé de commande. L'exécution du contrôleur a été démontrée par l'incertitude dans la rigidité (+15 et variation de 15% de rigidité initiale) du bâtiment. Les résultats de la simulation montrent une bonne exécution par le contrôleur brouillé pour tous les cas examinés. En outre les résultats prouvent que l'exécution brouillée de contrôleur est semblable au contrôleur (LQG) gaussien quadratique linéaire, tout en possédant plusieurs avantages par rapport au contrôleur de LQG.
En ligne : bijan.samali@uts.edu.au, maldawod@eng.uts.edu.au, fazel.naghdy@uow.edu.au
in Journal of engineering mechanics > Vol. 135 N° 8 (Août 2009) . - pp. 802-812
Titre : Cross correlations of modal responses of tall buildings in wind-induced lateral-torsional motion Type de document : texte imprimé Auteurs : Huang, M. F., Auteur ; Chan, C. M., Auteur ; Kwok, K. C. S., Auteur Article en page(s) : pp. 802-812 Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dynamic analysis Motion Modal analysis Correlation Wind loads Buildings high-rise Concrete construction Steel construction. Résumé : Recent trends towards developing increasingly taller and irregularly-shaped buildings imply that these complex structures are potentially more responsive to wind excitation. Making accurate predictions of wind loads and their effects on such structures is therefore a necessary step in the design synthesis process. This paper presents a framework for dynamic analysis of the wind-induced lateral-torsional response of tall buildings with three-dimensional (3D) mode shapes. The cross correlation reflecting the statistical coupling among modal responses under spatiotemporally varying dynamic wind excitations has been investigated in detail. The effects of intermodal correlations on the lateral-torsional response of tall buildings with 3D mode shapes and closely spaced natural frequencies are elucidated and a more accurate method for quantifying intermodal cross correlations is analytically developed. Utilizing the wind tunnel derived synchronous multipressure measurements, a full-scale 60-story asymmetric building of mixed steel and concrete construction is used to illustrate the proposed framework for the coupled dynamic analysis and highlight the intermodal correlation of modal responses on the accurate prediction of coupled building acceleration. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/vsearch/servlet/VerityServlet?KEY=JENMDT&smode=strres [...] [article] Cross correlations of modal responses of tall buildings in wind-induced lateral-torsional motion [texte imprimé] / Huang, M. F., Auteur ; Chan, C. M., Auteur ; Kwok, K. C. S., Auteur . - pp. 802-812.
Mécanique appliquée
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 135 N° 8 (Août 2009) . - pp. 802-812
Mots-clés : Dynamic analysis Motion Modal analysis Correlation Wind loads Buildings high-rise Concrete construction Steel construction. Résumé : Recent trends towards developing increasingly taller and irregularly-shaped buildings imply that these complex structures are potentially more responsive to wind excitation. Making accurate predictions of wind loads and their effects on such structures is therefore a necessary step in the design synthesis process. This paper presents a framework for dynamic analysis of the wind-induced lateral-torsional response of tall buildings with three-dimensional (3D) mode shapes. The cross correlation reflecting the statistical coupling among modal responses under spatiotemporally varying dynamic wind excitations has been investigated in detail. The effects of intermodal correlations on the lateral-torsional response of tall buildings with 3D mode shapes and closely spaced natural frequencies are elucidated and a more accurate method for quantifying intermodal cross correlations is analytically developed. Utilizing the wind tunnel derived synchronous multipressure measurements, a full-scale 60-story asymmetric building of mixed steel and concrete construction is used to illustrate the proposed framework for the coupled dynamic analysis and highlight the intermodal correlation of modal responses on the accurate prediction of coupled building acceleration. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/vsearch/servlet/VerityServlet?KEY=JENMDT&smode=strres [...]
in Journal of structural engineering > Vol. 138 N° 4 (Avril 2012) . - pp. 514–525
Titre : Performance and cost evaluation of a smart tuned mass damper for suppressing wind-induced lateral-torsional motion of tall structures Type de document : texte imprimé Auteurs : K. T. Tse, Auteur ; Kwok, K. C. S., Auteur ; Yukio Tamura, Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : pp. 514–525 Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Lateral-torsional motion Structural optimization STMD Damper pricing chart Résumé : The implementation of a vibration control system has always been associated with considerable capital and long-standing maintenance costs, resulting in limited practical applications of damping devices. The notion of a massive implementation cost is largely the result of a lack of cost analysis of vibration control systems in the literature. This paper presents the structural design of a wind-sensitive tall building at various design stages and the results of a collaborative study with two damper construction companies on the cost estimation of a control device. A series of wind tunnel pressure tests were conducted on a 1∶400 scale model to determine the translational and torsional wind forces acting on the studied building. A structural optimization was subsequently employed to reduce the excessive top deflection, and a smart tuned mass damper was implemented at the final design stage to meet occupant comfort criteria. The details of each structural design stage, the implementation of vibration control devices, and a collaborative study on damper cost are outlined in this paper. ISSN : 0733-9445 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%29ST.1943-541X.0000486 [article] Performance and cost evaluation of a smart tuned mass damper for suppressing wind-induced lateral-torsional motion of tall structures [texte imprimé] / K. T. Tse, Auteur ; Kwok, K. C. S., Auteur ; Yukio Tamura, Auteur . - 2012 . - pp. 514–525.
Génie Civil
Langues : Anglais (eng)
in Journal of structural engineering > Vol. 138 N° 4 (Avril 2012) . - pp. 514–525
Mots-clés : Lateral-torsional motion Structural optimization STMD Damper pricing chart Résumé : The implementation of a vibration control system has always been associated with considerable capital and long-standing maintenance costs, resulting in limited practical applications of damping devices. The notion of a massive implementation cost is largely the result of a lack of cost analysis of vibration control systems in the literature. This paper presents the structural design of a wind-sensitive tall building at various design stages and the results of a collaborative study with two damper construction companies on the cost estimation of a control device. A series of wind tunnel pressure tests were conducted on a 1∶400 scale model to determine the translational and torsional wind forces acting on the studied building. A structural optimization was subsequently employed to reduce the excessive top deflection, and a smart tuned mass damper was implemented at the final design stage to meet occupant comfort criteria. The details of each structural design stage, the implementation of vibration control devices, and a collaborative study on damper cost are outlined in this paper. ISSN : 0733-9445 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%29ST.1943-541X.0000486
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°4 (Avril 2004) . - 478-480 p.
Titre : Vibration Control of the Wind-excited 76-story Benchmark Building by Liquid Column Vibration Absorbers Titre original : La Commande de Vibration du Vent a Excité le Bâtiment de Repère de 76 Etages par des Amortisseurs de Vibration de Colonnes liquides Type de document : texte imprimé Auteurs : Samali, Bijan, Auteur ; Mayol, E., Auteur ; Kwok, K. C. S. ; Mack, A. ; Hitchcock, P. ; Spencer Jr., B. F., Editeur scientifique Article en page(s) : 478-480 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Vibration control Computational fluid dynamic technique Benchmarks Wind forces Absorbers Damping Commande de vibration Calcul Techniques dynamiques liquides informatiques Repères Forces de vent Atténuation Amortisseurs Index. décimale : 621.34/624 Résumé : A study has been undertaken on the effectiveness of using liquid column vibration absorbers (LCVAs), in the suppression of wind-induced motion of the 76-story benchmark building. Much work has been undertaken on the behavior of the LCVA on an experimental level and its benefits have been demonstrated for wind-induced vibration control on a full-scale communications tower in Sydney, Australia, with a further installation being made on the “One Wall Center Building” Vancouver, Canada. The behavior of the LCVA has also been investigated numerically by use of computational fluid dynamics, and its potential has been illustrated in controlling a five-story building model. In this study, the LCVA adopted is composed of four identical columns of water. Initially, the performance of the LCVA is assessed without the inclusion of additional damping enhancing mechanisms. Subsequently, the same LCVA is considered with the inclusion of orifice plates, allowing a direct comparison of the two strategies. In order to address the issue of robustness, the sensitivity of the LCVA (with and without orifice) to mistuning is examined by perturbing the structural stiffness of the building by +15% and -15%, respectively. From this, an indication of the system performance under conditions of mistuning has been assessed. The performance of the adopted LCVA has also been compared to that of the sample tuned mass damper (TMD) control device. The overall response reductions of the LCVA are shown to be comparable to the TMD. Furthermore, it is shown that the LCVA has several inherent features that make it more attractive than the classical TMD.
Une Etude a été entreprise sur l'efficacité d'employer les amortisseurs liquides de vibration de colonne (LCVAs), dans la suppression du mouvement induit par vent du bâtiment de repère de 76 étages. Beaucoup de travail a été entrepris sur le comportement du LCVA à un niveau expérimental et ses avantages ont été démontrés pour la commande de vibration induite par vent sur une tour de communications complète à Sydney, Australie, avec une autre installation étant faite sur l'"un bâtiment central" Vancouver, Canada de mur. Le comportement du LCVA également a été étudié numériquement au moyen de la dynamique liquide informatique, et son potentiel a été illustré en commandant un modèle de bâtiment de cinq étages. Dans cette étude, le LCVA adopté se compose de quatre colonnes identiques de l'eau. Au commencement, l'exécution du LCVA est évaluée sans inclusion des mécanismes augmentants d'atténuation additionnels. Plus tard, le même LCVA est considéré avec l'inclusion des plats d'orifice, permettant une comparaison directe des deux stratégies. Afin d'aborder la question de la robustesse, la sensibilité du LCVA (avec et sans l'orifice) est examinée en perturbant la rigidité structurale du bâtiment de +15% et -15%, respectivement. De ceci, une indication de l'exécution de système dans des conditions de mistuning a été évaluée. L'exécution du LCVA adopté a été également comparée à celle du dispositif de masse de commande de l'amortisseur accordé par échantillon (TMD). Les réductions globales de réponse du LCVA s'avèrent comparables au TMD. En outre, on lui montre que le LCVA a plusieurs dispositifs inhérents qui le rendent plus attrayant que le TMD classique.
En ligne : bijan.samali@uts.edu.au [article] Vibration Control of the Wind-excited 76-story Benchmark Building by Liquid Column Vibration Absorbers = La Commande de Vibration du Vent a Excité le Bâtiment de Repère de 76 Etages par des Amortisseurs de Vibration de Colonnes liquides [texte imprimé] / Samali, Bijan, Auteur ; Mayol, E., Auteur ; Kwok, K. C. S. ; Mack, A. ; Hitchcock, P. ; Spencer Jr., B. F., Editeur scientifique . - 478-480 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°4 (Avril 2004) . - 478-480 p.
Mots-clés : Vibration control Computational fluid dynamic technique Benchmarks Wind forces Absorbers Damping Commande de vibration Calcul Techniques dynamiques liquides informatiques Repères Forces de vent Atténuation Amortisseurs Index. décimale : 621.34/624 Résumé : A study has been undertaken on the effectiveness of using liquid column vibration absorbers (LCVAs), in the suppression of wind-induced motion of the 76-story benchmark building. Much work has been undertaken on the behavior of the LCVA on an experimental level and its benefits have been demonstrated for wind-induced vibration control on a full-scale communications tower in Sydney, Australia, with a further installation being made on the “One Wall Center Building” Vancouver, Canada. The behavior of the LCVA has also been investigated numerically by use of computational fluid dynamics, and its potential has been illustrated in controlling a five-story building model. In this study, the LCVA adopted is composed of four identical columns of water. Initially, the performance of the LCVA is assessed without the inclusion of additional damping enhancing mechanisms. Subsequently, the same LCVA is considered with the inclusion of orifice plates, allowing a direct comparison of the two strategies. In order to address the issue of robustness, the sensitivity of the LCVA (with and without orifice) to mistuning is examined by perturbing the structural stiffness of the building by +15% and -15%, respectively. From this, an indication of the system performance under conditions of mistuning has been assessed. The performance of the adopted LCVA has also been compared to that of the sample tuned mass damper (TMD) control device. The overall response reductions of the LCVA are shown to be comparable to the TMD. Furthermore, it is shown that the LCVA has several inherent features that make it more attractive than the classical TMD.
Une Etude a été entreprise sur l'efficacité d'employer les amortisseurs liquides de vibration de colonne (LCVAs), dans la suppression du mouvement induit par vent du bâtiment de repère de 76 étages. Beaucoup de travail a été entrepris sur le comportement du LCVA à un niveau expérimental et ses avantages ont été démontrés pour la commande de vibration induite par vent sur une tour de communications complète à Sydney, Australie, avec une autre installation étant faite sur l'"un bâtiment central" Vancouver, Canada de mur. Le comportement du LCVA également a été étudié numériquement au moyen de la dynamique liquide informatique, et son potentiel a été illustré en commandant un modèle de bâtiment de cinq étages. Dans cette étude, le LCVA adopté se compose de quatre colonnes identiques de l'eau. Au commencement, l'exécution du LCVA est évaluée sans inclusion des mécanismes augmentants d'atténuation additionnels. Plus tard, le même LCVA est considéré avec l'inclusion des plats d'orifice, permettant une comparaison directe des deux stratégies. Afin d'aborder la question de la robustesse, la sensibilité du LCVA (avec et sans l'orifice) est examinée en perturbant la rigidité structurale du bâtiment de +15% et -15%, respectivement. De ceci, une indication de l'exécution de système dans des conditions de mistuning a été évaluée. L'exécution du LCVA adopté a été également comparée à celle du dispositif de masse de commande de l'amortisseur accordé par échantillon (TMD). Les réductions globales de réponse du LCVA s'avèrent comparables au TMD. En outre, on lui montre que le LCVA a plusieurs dispositifs inhérents qui le rendent plus attrayant que le TMD classique.
En ligne : bijan.samali@uts.edu.au
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°4 (Avril 2004) . - 447-450 p.
Titre : Wind Tunnels Tests for Wind-Excited Benchmark Building Titre original : Essais de Tunnels de Vent pour le Bâtiment de Repère Excitant par Vent Type de document : texte imprimé Auteurs : Samali, Bijan, Auteur ; Kwok, K. C. S., Auteur ; Wood, G. S. ; Yang, Jann N. ; Spencer Jr., B. F., Editeur scientifique Article en page(s) : 447-450 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Wind tunnel tests Benchmarks Buildings high-rise Wind loads Essais de tunnel de vent Repères Bâtiments elevés Charges de vent Index. décimale : 621.34/624 Résumé : This Paper presents an overview of the wind tunnel studies conducted at the boundary layer wind tunnel facility at the University of Sydney to determine across-wind forces acting on the 76-storey 306 m high benchmark building. The Paper briefly describes the boundary layer wind tunnel and its special features, and then presents the testing procedures and the methodology used to determine the wind loads acting on a 1: 400 model of the building.
Cet Article présente une vue d'ensemble des études de tunnel de vent entreprises au service de tunnel de vent de couche de frontière à l'université de Sydney pour déterminer des forces à travers-vent agissant sur les 76 étages du bâtiment de haut de repère de 306 m. L'article décrit brièvement le tunnel de vent de couche de frontière et ses usages spéciaux, et présente alors les méthodes d'essai et la méthodologie employées pour déterminer les charges de vent agissant sur un 1 : modèle 400 du bâtiment.
[article] Wind Tunnels Tests for Wind-Excited Benchmark Building = Essais de Tunnels de Vent pour le Bâtiment de Repère Excitant par Vent [texte imprimé] / Samali, Bijan, Auteur ; Kwok, K. C. S., Auteur ; Wood, G. S. ; Yang, Jann N. ; Spencer Jr., B. F., Editeur scientifique . - 447-450 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°4 (Avril 2004) . - 447-450 p.
Mots-clés : Wind tunnel tests Benchmarks Buildings high-rise Wind loads Essais de tunnel de vent Repères Bâtiments elevés Charges de vent Index. décimale : 621.34/624 Résumé : This Paper presents an overview of the wind tunnel studies conducted at the boundary layer wind tunnel facility at the University of Sydney to determine across-wind forces acting on the 76-storey 306 m high benchmark building. The Paper briefly describes the boundary layer wind tunnel and its special features, and then presents the testing procedures and the methodology used to determine the wind loads acting on a 1: 400 model of the building.
Cet Article présente une vue d'ensemble des études de tunnel de vent entreprises au service de tunnel de vent de couche de frontière à l'université de Sydney pour déterminer des forces à travers-vent agissant sur les 76 étages du bâtiment de haut de repère de 306 m. L'article décrit brièvement le tunnel de vent de couche de frontière et ses usages spéciaux, et présente alors les méthodes d'essai et la méthodologie employées pour déterminer les charges de vent agissant sur un 1 : modèle 400 du bâtiment.
