HASAR TANILAMASINDA İSTATİSTİKİ DEĞERLENDİRME YÖNTEMLERİNİN ZAMAN-FREKANS ORTAMINDA İRDELENMESİ


Creative Commons License

Sak F. Ö. , Beyen K.

5. International Conference on Earthquake Engineering and Seismology ( 5ICEES ) , Ankara, Türkiye, 8 - 11 Ekim 2019, ss.1-12

  • Basıldığı Şehir: Ankara
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.1-12

Özet


17 Ağustos 1999 Kocaeli depreminde hasar almış olan 6 katlı betonarme karkas yapının hasar almadan önceki analitik modeli, bir ve iki katlı hasar almamış planda benzer olan yapıların karakteristik özelliklerinden üretilmiştir. Üretilen analitik modele Kocaeli deprem kayıtları zaman tanım alanında uygulanarak elde edilen hasar dağılımı mevcut hasar rölevesiyle mukayese edilmiştir. Yapı parametreleri, eğilme momentine etki eden elastik modül, E, etkin kesit ataleti, I, ve birim hacim ağırlık gerektiği kadarıyla güncellenerek benzeşim gücü yükseltilmiştir. Bir ve iki katlı hasarsız yapıların çevrel titreşim kayıtları benzer klonlama uygulamasıyla 6 katlı betonarme yapının hasar öncesi çevrel titreşim tepkilerinin üretilmesinde kullanılmıştır. Elde edilen hasarsız ve hasarlı yapı tepkileri zaman-frekans ortamında değerlendirilmiş ve istatistiki yöntemler uygulanarak hasar tespiti denenmiştir. Tutarlılığı gösterilmiş olan bu yöntem ile deprem (hasar) öncesi davranış bilgisi olmayan yapılar için analitik yöntemle elde edilen hasarsız tepki kayıtlarının hasar sonrası kayıtlarla kullanılmasına bir imkân vermiştir. Geleneksel yöntemler ile elde edilen sonuçların eksiğini kapatan bu analiz yöntemlerinin istatistiki değerlendirme algoritmalarıyla desteklenmesi hasar tanılama gücünü yükseltmiştir. Sahada yerinde ölçümlerden veya mevcudu yok ise benzeştirilmiş analitik modellerden hesaplanan sitasyoner ve doğrusal elastik olmayan tepkisel davranış verilerine zaman-frekans ortamında yürütülen analizler ile değişimlerin veya ilerleyen safhada gelişen hasarın izlenmesi ve durum tespiti hem pratik anlamda uygulanabilirlik açısından hem otomasyon bir işletme sistemi içinde izleme-değerlendirme yazılımları açısından etkili olarak kullanılabileceği kanaati oluşmuştur. Uygulamada, eleman içi gizli hasar durumunda veya hasar mahalline ulaşılamayan durumlarda bir yapı sağlığı izleme ağı içinden elde edilen verilerle dalgacık ve Hilbert-Huang analizleri gibi zaman-frekans alanında uygulamaların tutarlılığı ayrıca tartışılmıştır. Bu yöntemin yapı sağlığı izleme ağlarına entegre edilmesiyle uygulama sahasının genişleyeceği ve gelecek vadettiği anlaşılmaktadır.



The analytical model of the 6-story reinforced concrete (RC) bare frame structure, which received moderate damage during the 17 August 1999 Kocaeli earthquake, was regenerated from the characteristic features of undamaged one and two story identical structures. Through the nonlinear time domain analysis, simulated damage pattern estimated for the 1999 Kocaeli earthquake was compared with the observed damage report. By modifying the important structural parameters like E and I for bending moment strength and mass density, level of coherence between actual and simulated damage patterns is improved. By cloning process, ambient response records of the one and two story undamaged structures were adopted to estimate ambient response of the elastic linear (undamaged) 6-story RC structure. For the working 6-story structure, undamaged and damaged structural responses are employed for damage assessment in Time-Frequency domain by applying statistical techniques. With such a consistency, pre-earthquake (undamaged) vibration data can be estimated truly and it is used with post-earthquake (damaged) vibrations for comparative analysis in time-frequency domain. Adopting statistical evaluation algorithms, robustness of the damage identification is escalated through the time-frequency analysis, which compensates the lacks of the conventional damage identification techniques. For in-situ field tests or analytically simulated response data, which is either nonstationary or nonlinear, it becomes feasible for an effective damage detection in an automatic decision making process to track and decide a progressive failure at the earliest state On the other hand, in case of inaccessible damage or hidden cracks in the member core, using structural health monitored data pairs; results of the wavelet and Hilbert-Huang like analysis techniques in Time-Frequency domain are discussed. It is believed that these methods should be used in a complementary way to effectively and correctly assess the health condition of an engineering structure.