Yapı sağlığı izleme sistemleri ile yapıların dinamik özelliklerinin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada yapı sağlığı izleme sistemleri yardımıyla yapıların dinamik karakteristikleri elde edilmeye çalışılmıştır. Yapıların dinamik karakteristiklerinin (doğal frekans, mod şekli ve modal sönüm oranı) belirlenmesi yapıların dinamik yükler altındaki davranışlarını belirlememiz için oldukça önemlidir. Dinamik karakteristikler teorik ve deneysel yöntemler yardımıyla belirlenebilmektedir. Yapısal sağlık izleme sistemleri, sensör teknolojilerindeki hızlı değişim, sensörlere daha kolay erişilmesi ve tahribatsız bir yöntem olmasından dolayı son yıllarda oldukça yaygınlaşmıştır. Yapı sağlığı izleme sistemleri ile yapıların gerçek zamanlı takibi ve gelişebilecek olumsuzluklara müdahale saatler mertebesine inmiştir. Yapıların titreşim etkisi altındaki tepkileri çeşitli sensörler (ivmeölçerler, hızölçerler vb.) yardımıyla kayıt altına alınmakta ve elde edilen verilerin analizleri ile dinamik karakteristikler elde edilmektedir. Deneysel çalışma kapsamında güçlendirilme uygulaması yapılmasına karar verilmiş iki okul binasının güçlendirme öncesi ve sonrası çevrel titreşim tepki kayıtları alınmıştır. Deneysel çalışma sonucu elde edilen tepki kayıtları analiz edilerek okul binalarına ait dinamik karakteristikler elde edilmiştir. Ayrıca deneysel analizlerin karşılaştırılması amacıyla okul binalarının güçlendirme öncesi ve sonrası yapısal analiz programı yardımıyla sonlu eleman modeli oluşturulmuş ve analiz edilmiştir. Elde edilen dinamik karakteristiklerin hem deneysel hem nümerik olarak kıyaslanması, yapı sağlığı izleme sistemlerinden elde edilen sonuçların güvenilirliği açısından ve güçlendirme uygulamalarının değerlendirilmesi açısından avantajları olduğu görülmüştür.

In this study, it is aimed to find dynamic characteristics of structures utilizing structural health monitoring systems. Determining the dynamic characteristics of structures (natural frequency, mode shape and modal damping ratio) is very important in determining the behavior of the structures under dynamic loads. Dynamic characteristics can be determined using theoretical and experimental methods. Structural health monitoring systems have become quite common in recent years, thanks to the rapid changes in sensor technologies, easier access to sensors and being non-destructive method. Real-time building monitoring and interference with possible adverse events with structural health monitoring systems has been reduced to hourly levels. The responses of structures under the effect of vibration are recorded with the help of various sensors (accelerometers, speedometers, etc.) and the dynamic characteristics are determined by analyzing the obtained data. response records obtained as a result of the experimental study. Within the scope of the experimental study, ambient vibration response records were obtained from two existing school buildings. The dynamic characteristics of the school buildings were calculated through analysis of the response records obtained from the experimental study. In addition, for the purpose of compare the experimental analysis, before the strengthening and after the strengthening of the school buildings, the finite element model was created and analyzed employing a structural analysis program. The experimental and numerical data were compared and it was observed the results were in good agreement. Thus, it can be said that structural health monitoring systems used in the present study is reliable. Since this method is less time consuming than other methods, it was observed that it has more advantage during investigation of strengthening applications.