Yapı Tanılama Çalışmalarında Fourier Dönüşümü ve Yeni Nesil Dönüşümler


Creative Commons License

Beyen K.

IESKO 2019 VI. International Earthquake Symposium Kocaeli 2019, Kocaeli, Türkiye, 25 - 27 Eylül 2019, ss.640-650

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Kocaeli
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.640-650
  • Kocaeli Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

İnşaat mühendisliği yapıları, depremler nedeniyle veya zamanla hasar alabilir, değişebilirler. Yorulmayla veya geçici olarak değişen operasyonel işletme ve dinamik yük etkilerinde ve çevrel koşulların çeşitli olumsuz etkileri altında zamanla değişebilir. Durağan olmayan karakteristiğiyle deprem etkisinde, yapısal davranış ve güç yitiminde göçme davranışı basit yaklaşım şartlarında kabul edilmiş doğrusal davranıştan çok farklı olacaktır. Ayrıca, hem sismik aktivitenin şiddet seviyesine hem de yapının sağlık durumuna bağlı olarak doğrusal elastik kabuller genellikle geçerli olmayacaktır. Yapı sağlığı izleme cihazları, oluşturulan ağlar ve bilgisayar destekli hesaplama mekaniğindeki hızlı gelişmeler, yapısal titreşim verileriyle analizler de dahil olmak üzere yeni nesil analizleri gündeme taşımıştır. Halen, hem geleneksel hem de modern birçok yeni nesil yapısal hasar belirleme yöntemleri vardır. Bilinmeyen dinamik ve mekanik özelliklere sahip yapısal sistem zaten çok karmaşık bir problem olarak önümüzde dururken, klasik durum değerlendirme yöntemlerinin üstüne gözlemlerle desteklenmiş yapı davranışını doğru anlayabildiğimiz yeni anlayışlar kaçınılmaz olarak gelişti. Gerçek yapısal özelliklerini ve yapı sağlığı açısından güvenilir yapı-durum değerlendirmesini, yapısal titreşimler ile çalışmak umut veren yeni bir yaklaşımdır. Yerinde ölçülen ortam tepki sinyalleri ve yerel mikro titreşim sinyalleri kullanılarak yürütülen titreşim analizleri eski yöntemlere kıyasla daha avantajlı imkânlar sağlar. Günümüzde yapı sağlığı izleme uygulamaları, hasar tespitini erken safhadayken tespit edilmesini gerektirmektedir. Bununla birlikte, geleneksel uygulama yapı hasar kapasitesinin zamanla değişmez olduğunu ve sadece yapının statik ve dinamik yapısal parametrelerinin (yani, hiperstatiklik, süneklik, kesit kapasitesi, malzeme ve yapım kalitesi) bir fonksiyonu olduğunu varsayar. Oysa mühendislik yapısının mekanizma oluşturma çeşitlilikleri adedince göçme senaryoları vardır ve erken uyarı maksadıyla uygulanan titreşim analizlerinde kullanılan yapısal titreşimi de etkileyebilmektedir. Fourier gibi geleneksel dönüşümler, günümüzün mühendislik pratiğindeki sorunları basitleştirememektedir. Mühendislik yapılarında dinamik davranışın durağan olmayan özelliklerinin yanı sıra geometrik nonlinearite ve malzeme nonlineritesi, dalgacık dönüşümü ve Hilbert dönüşümlerinin yanı sıra ve farklı ayrıştırma (alt guruplara ayırma) teknikleri ile Fourier temelli tanılama algoritmalarındaki tutarsızlıklara alternatif olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada, saha da yapı üzerinden alınan titreşim verileriyle elde edilen yapı davranışı ve hasar tahminlerinin, Fourier temelli olmayan ayrıştırma (alt guruplara ayırma) yaklaşımları kullanıldığında daha tutarlı olduğu gösterilmiştir. Ayrıştırma ve dönüşüm örnekleri, mevcut gerçek yapıların tanılanılması ve hasar tespiti için MatLab'ın makro yazılım imkânları kullanılarak kodlanmış ve sonuçları ve tutarlılıkları tartışılmıştır.

results of the experiments or damage inventory and estimated damage will be consistent when non-Fourier based decompositions are if used. Examples of the decomposition and transformation are given adopting and coding in macro facilities of MatLab package for identification and damage detection of real existing structures.consider the damage detection in its early stage. Conversely, conventional practice assumes that the structural vulnerability is time-invariant and it is a function of static and dynamic structural parameters of the structure (i.e., redundancy, ductility, section capacity, materials and quality of construction). However, failure mechanism of the engineering structure among several may change the collapse scenario and effects the structural vibration history, which will be used for early warning. Conventional transformations such as Fourier does not simplify the problems in todays’ engineering practice. Of engineering structures, geometrical and material nonlinearity along with the nonstationary characteristics of the dynamic behavior, wavelet transformation and Hilbert transformations with different decomposition techniques changed the Fourier based identifications. In this study, it is shown that the Rapid advances in instrumentation and computational capabilities have led to a new generation analysis including vibration analysis. There are currently several competing methods of structural damage identification both traditional and modern. Structural system with unknown dynamic and mechanic properties is a very complex problem already. New understandings are developed through the observations apart from the old fashion methods. In order to reflect true structural characteristics and accurate condition assessment, structural vibrations offer a very promising approach to detect the structural health condition. In-situ measured ambient responses as well as the micro tremors provide a novel identification strategy holding many advantageous compared to previous studies. Today, structural health monitoring applications Civil engineering structures may be subjected to damage due to earthquakes or they may change with time due to deterioration, aging or various adverse effects of temporally changing operational loading and environmental conditions. In case of earthquake as a natural nonstationary characteristic, structural behavior as well as failure modes under operational dynamic loading will be very different from linear behavior. Furthermore, simplifications in linear elasticity depending on both the severe seismic activity and condition of the structure will not be exist all time in many cases.