تشخیص خرابی ساختمانهای فولادی با استفاده از نتایج آزمایش های ارتعاش محیطی

ازآنجایی که خرابی زیرساخت هایی مانند پل ها، ساختمان ها، علاوه بر تلفات و خسارات سنگین، همچنین مشکلات اجتماعی و اقتصادی فراوانی را به همراه دارد. اکثر کشورهای صنعتی بودجه قابل توجهی را برای نظارت بر سلامت آن ها اختصاص می دهند. استراتژی های تشخیص خرابی و نظارت مداوم بر وضعیت سازه به ویژه پس از بلایای طبیعی و مصنوعی باعث می شود که اقدامات لازم در مراحل اولیه خرابی انجام گیرد و می تواند هزینه نگهداری و احتمال فروپاشی را کاهش دهد. روش های پایش سلامت سازه اغلب فرصتی را برای کاهش هزینه های نگهداری، تعمیر و مقاوم سازی در طول چرخه عمر سازه فراهم می کند. بیشتر روش های نظارت بر سلامت سازه که برای شناسایی آسیب های احتمالی پیشنهاد و اجراشده اند به ویژگی های دینامیکی سازه بستگی دارند. یکی از کاربردی ترین مورد ازاین روش ها که با استفاده از نتایج شناسایی سیستم حوزه زمانی به تشخیص خرابی می پردازد، روش بردار بار خرابی (DLV) است. ایده اصلی این روش یافتن ترکیبات باری است که میدان کرنش اعضای آسیب دیده را در هر دو سازه سالم و آسیب دیده صفر کند. ازآنجایی که سازه های خرپایی معمولا در پل ها، سازه های با دهانه بلند و همچنین طیف گسترده ای از ساختمان های فولادی با قاب ساده و مهاربندی شده مورداستفاده قرار می گیرند، در این تحقیق قابلیت روش زیرفضای تصادفی برپایه تجزیه متعامد(SI-ORT) در  تشخیص خرابی ساختمان­های فولادی با روش DLV مورد بررسی قرار می­گیرد. برای این منظور، ساختمان مسکونی ۵ طبقه با قاب ساده تحت زلزله السنترو قرارگرفت. طبق سناریوی خرابی که با کاهش مساحت مهاربندها تعریف می­شود، سازه در  طبقات دوم و پنجم دچار  آسیب میشوند. در نتیجه بررسی ها مشخص شد که روش DLV به کیفیت مشخصات مودال مستخرج بسیار حساس بوده، بطوریکه با افزایش نویزهای خروجی­ها، این روش قدرت خود را در تشخیص خرابی سازه ها از دست می دهد؛ ازاین رو می توان نتیجه گرفت که نوع روش شناسایی سیستم تاثیر بسیار زیادی در نتایج حاصل ازاین روش دارد.

کلیدواژه ها:

Structural Health Monitoring (SHM) ، Ambient vibrations ، State Space ، Damage Locating Vector (DLV) ، Damage Detection ، پایش سلامت سازه ، ارتعاش محیطی ، فضای حالت ، بارخرابی ، تشخیص خرابی