Modal parameter estimation and damage identification on progressively damagedr/c frames
Artan biçimde hasarlanmış betonarme çerçevelerin modal parametre tahmini ve hasar tanımlaması
- Tez No: 611404
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZGÜR ÖZÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
İnşaat mühendisliği alanında, operasyonel modal analiz teknikleriyle tahmin edilen deneysel frekans ve mod şekilleri yapısal hasar tespitinde kullanılan en uygun parametreler olarak görülmektedir. Bu çalışmanın ana odağı, deneysel olarak test edilen 1/2 ölçekli betonarme çerçevenin duyarlık-tabanlı sonlu eleman model güncelleme metodu vasıtasıyla hasarlı elemanlarda Young modülü azalması cinsinden hasar tespit tahminin yapılmasıdır. Farklı öteleme oranlarındaki yapısal hasar, deplasman kontrollü hidrolik pistonun çerçeve tepe noktasından düzlem içi doğrultuda tek çevrimli yarı-statik yatay deplasman protokolünün uygulanmasıyla oluşturulmuştur. Dinamik testler, elektro-dinamik sarsma tablası kullanılarak gerçekleştirilmiş olup, farklı hasar seviyelerindeki sistem tanımlama işlemi operasyonel modal analiz yöntemleri olan NExT-ERA, EFDD ve SSI ile gerçekleştirilmiştir. Hasar tespiti aşamasında kullanılan amaç fonksiyonu deneysel olarak elde edilen tahmin modal parametrelerin ve sonlu eleman modal parametrelerinin farkları şeklinde oluşturulmuştur. Sonuçlar, bu fonksiyonun sayısal optimizasyon tekniği olan güven bölgeli Gauss – Newton metodu ile minimizasyonu sağlanarak elde edilmiştir. Çalışma ardışık olarak üç aşamada gerçekleştirilmiştir: (i) Betonarme çerçevenin hasarsız durumda ve farklı hasar seviyelerinde sistem tanımlama sonuçlarının elde edilmesi (ii) betonarme çerçevenin hasarsız durumdaki modal parametreleri kullanılarak referans sonlu eleman modelinin elde edilmesi (iii) referans sonlu eleman modelinin çerçevenin farklı hasar seviyesinde elde edilen deneysel modal parametreleri kullanılarak güncellenmesiyle hasarın lokasyon ve büyüklüğü ile birlikte elde edilmesi. Her bir farklı öteleme oranındaki hasar tespit sonuçları, çerçevenin kolon alt ve kiriş uçlarında rijitlik azalması cinsinden sunulmuştur. Tezin son bölümünde, hasar tespit sonuçlarındaki belirsizlikler iki düzeyde gürültü ile kirletilen modal parametreler kullanılarak incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
In the profession of civil engineering, experimental eigenfrequencies and mode shapes estimated by operational modal analysis techniques, are found the most suited parameters used in structural damage identification. The main focus of this study is to perform a damage identification study of an experimentally tested half-scale reinforced concrete (RC) frame by means of degradation of Young's modulus in structural elements; which is done by using the sensitivity-based finite element model updating method. Damage is created by imposing the frame with progressive drift ratios by a displacement-controlled hydraulic actuator using single-cycle quasi-static lateral loading along its in-plane direction. Dynamic tests are conducted using an electro-dynamic shaker and system identification at different damage levels is performed using output-only methods NExT-ERA, EFDD and SSI. The objective function used for damage identification is then constructed by the modal parameter differences constructed between the experimentally identified and finite element (FE) predicted. Results are obtained through the minimization of this function by applying the numerical optimization technique Gauss-Newton method with trust region implementation. Study is performed in three subsequent steps: (i) The system identification results of RC structure at undamaged and various damage levels are obtained (ii) The reference FE model using the experimental modal parameters corresponding to the undamaged test frame is obtained (iii) the reference model is updated for increasing damage levels using the modal parameters corresponding to these levels to identify existence of damage, its location, and extent. Results are presented in terms of stiffness reduction factors on the column(s) bottom and beam ends. In the final part of the thesis, the uncertainty in the damage identification results are investigated using the modal parameters polluted with two levels of noise.
Benzer Tezler
- Dolgu barajların tasarımında temel ilkeler ve İ.T.Ü. Göleti
Small earth fill dams and I.T.Ü. Dam
SERHAT BATMAZ
- Building sensor-based real-time predictive maintenance system by utilizing artificial intelligent techniques
Yapay akıllı teknikleri kullanarak sensör tabanlı gerçek zaman tahminli bakım sistemi kurulması
RAGHAD MOHAMMED KHORSHEED
Doktora
İngilizce
2021
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER FARUK BEYCA
- Modal parameter estimation of wind turbines based on p-LSCF method and their damage identification
Rüzgar türbini yapilarinin p-LSCF yöntemine baği modal parametrelerinin ve hasarlarinin tahmini
VEYSEL YURTSEVEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ÖZÇELİK
- Eğri eksenli çubuklarda çatlak modellemesi
Crack modelling in curved rods
UĞURCAN EROĞLU
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKREM TÜFEKCİ