The purpose of the research is to study the connection between Matlab and SAP2000 in order to realize an active seismic control system managed by Matlab. The use of the O.A.P.I. (Open Application Programming Interface) technique has allowed the development of innovative, iterative and recursive analysis. Initially there are presented the general arguments and topics faced in the study of the problem, i.e. the active seismic control system applied to structures, the theory of control, the description of transducers, sensors, and actuators. Then the OAPI interface has been studied in a simple application. The simplicity of the model has been fundamental in the understanding of the response of SAP2000 from Matlab’s commands. In this phase there have been defined the main functions that characterizes all the new codes developed in a general procedure. In the analysis of the structure it has been discovered the method for the creation of subsequent load cases and the way in which the model can be governed in each load case. It has been applied to the structure a control force in order to govern the response of the system. The results obtained in this preliminary application of the OAPI interface has been fundamental in order to understand the issues, the errors and all other setbacks. The second phase has regarded the analysis of a multi-storey building that has highlighted the potentialities of the OAPI interface. Obviously, the complexity and the non-linearity of the building has played an important role in the behaviour of the interconnecting system and in the results. The first part has been dedicated to the study of the results derived from experimental and numerical tests executed in the ELSA laboratory and in a master thesis, and the reconstruction of these results through the OAPI interface. In the second section it has been studied the application of the control action to the structure through the Skyhook control theory. The outcomes have provided interesting aspects of the interconnecting system.

Lo scopo della ricerca è studiare la connessione tra Matlab e SAP2000 al fine di realizzare un sistema di controllo sismico attivo gestito da Matlab. L'utilizzo dell'O.A.P.I. (Open Application Programming Interface) ha permesso lo sviluppo di analisi innovative, iterative e ricorsive. Inizialmente vengono presentati gli argomenti generali affrontati nello studio del problema, ovvero il sistema di controllo sismico attivo applicato alle strutture, la teoria del controllo, la descrizione di trasduttori, sensori e attuatori. Quindi l'interfaccia OAPI è stata studiata in una semplice applicazione. La semplicità del modello è stata fondamentale nella comprensione della risposta di SAP2000 dai comandi eseguiti in Matlab. In questa fase sono state definite le principali funzioni che caratterizzano tutti i nuovi codici sviluppati in una procedura generale. Nell'analisi della struttura si è scoperto il metodo per la creazione di casi di carico successivi e il modo in cui il modello può essere governato in ogni caso di carico. Alla struttura è stata applicata una forza di controllo per governare la risposta del sistema. I risultati ottenuti in questa prima applicazione dell'interfaccia OAPI sono stati fondamentali per comprendere le problematiche, gli errori e tutti gli inconvenienti affrontati. La seconda fase ha riguardato l'analisi di un edificio multipiano che ha evidenziato le potenzialità dell'interfaccia OAPI. Ovviamente la complessità e la non linearità dell'edificio ha giocato un ruolo importante nel comportamento del sistema di interconnessione e nei risultati. La prima parte è stata dedicata allo studio dei risultati derivati da prove sperimentali e numeriche eseguite nel laboratorio ELSA e in una tesi di laurea, e alla ricostruzione di questi risultati attraverso l'interfaccia OAPI. Nella seconda sezione è stata studiata l'applicazione dell'azione di controllo alla struttura attraverso la teoria del controllo denominata Skyhook. I risultati hanno fornito aspetti interessanti del sistema di interconnessione.

Application of the SAP2000-Matlab O.A.P.I. to the active control study of a multi-storey building

Cuogo, Luca
2020/2021

Abstract

The purpose of the research is to study the connection between Matlab and SAP2000 in order to realize an active seismic control system managed by Matlab. The use of the O.A.P.I. (Open Application Programming Interface) technique has allowed the development of innovative, iterative and recursive analysis. Initially there are presented the general arguments and topics faced in the study of the problem, i.e. the active seismic control system applied to structures, the theory of control, the description of transducers, sensors, and actuators. Then the OAPI interface has been studied in a simple application. The simplicity of the model has been fundamental in the understanding of the response of SAP2000 from Matlab’s commands. In this phase there have been defined the main functions that characterizes all the new codes developed in a general procedure. In the analysis of the structure it has been discovered the method for the creation of subsequent load cases and the way in which the model can be governed in each load case. It has been applied to the structure a control force in order to govern the response of the system. The results obtained in this preliminary application of the OAPI interface has been fundamental in order to understand the issues, the errors and all other setbacks. The second phase has regarded the analysis of a multi-storey building that has highlighted the potentialities of the OAPI interface. Obviously, the complexity and the non-linearity of the building has played an important role in the behaviour of the interconnecting system and in the results. The first part has been dedicated to the study of the results derived from experimental and numerical tests executed in the ELSA laboratory and in a master thesis, and the reconstruction of these results through the OAPI interface. In the second section it has been studied the application of the control action to the structure through the Skyhook control theory. The outcomes have provided interesting aspects of the interconnecting system.
ING I - Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
23-lug-2021
2020/2021
Lo scopo della ricerca è studiare la connessione tra Matlab e SAP2000 al fine di realizzare un sistema di controllo sismico attivo gestito da Matlab. L'utilizzo dell'O.A.P.I. (Open Application Programming Interface) ha permesso lo sviluppo di analisi innovative, iterative e ricorsive. Inizialmente vengono presentati gli argomenti generali affrontati nello studio del problema, ovvero il sistema di controllo sismico attivo applicato alle strutture, la teoria del controllo, la descrizione di trasduttori, sensori e attuatori. Quindi l'interfaccia OAPI è stata studiata in una semplice applicazione. La semplicità del modello è stata fondamentale nella comprensione della risposta di SAP2000 dai comandi eseguiti in Matlab. In questa fase sono state definite le principali funzioni che caratterizzano tutti i nuovi codici sviluppati in una procedura generale. Nell'analisi della struttura si è scoperto il metodo per la creazione di casi di carico successivi e il modo in cui il modello può essere governato in ogni caso di carico. Alla struttura è stata applicata una forza di controllo per governare la risposta del sistema. I risultati ottenuti in questa prima applicazione dell'interfaccia OAPI sono stati fondamentali per comprendere le problematiche, gli errori e tutti gli inconvenienti affrontati. La seconda fase ha riguardato l'analisi di un edificio multipiano che ha evidenziato le potenzialità dell'interfaccia OAPI. Ovviamente la complessità e la non linearità dell'edificio ha giocato un ruolo importante nel comportamento del sistema di interconnessione e nei risultati. La prima parte è stata dedicata allo studio dei risultati derivati da prove sperimentali e numeriche eseguite nel laboratorio ELSA e in una tesi di laurea, e alla ricostruzione di questi risultati attraverso l'interfaccia OAPI. Nella seconda sezione è stata studiata l'applicazione dell'azione di controllo alla struttura attraverso la teoria del controllo denominata Skyhook. I risultati hanno fornito aspetti interessanti del sistema di interconnessione.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/177561