دانلود مقاله ترجمه شده مقایسه اندازه گیری های لرزه نگار و رادار جهت شناسایی مودی سازه های مهندسی عمران

چکیده

طی سال­های اخیر، بررسی آسیب­پذیری سازه­های در معرض آثار دینامیکی، موضوع تحقیقاتی بسیار فعال و مهمی بوده است. به ویژه ثبت رکورد محیطی به بهبود اطلاعات ما پیرامون رفتار دینامیکی سازه­ها منجر شده و تکنیک رادار روزنه حقیقی (RAR) تداخل سنج، اخیراً به عنوان ابزاری امید­بخش پدیدار شده است که از طریق اندازه­گیری ارتعاش محیطی سازه­ها، جهت شناسایی ویژگی­های مودی همانند فرکانس­های طبیعی و شکل مودها به کار می­رود. به منظور ارزیابی ویژگی­های مودی یک ساختمان با دیوار بتن مسلح، ارتعاشات محیطی ساختمان با استفاده از یک RAR (رادار روزنه حقیقی) و یک شبکه از سرعت­سنج­ها اندازه­گیری شد.

در این مقاله بعد از معرفی قوانین حاکم بر دو روش، نتایج آزمایشگاهی به دست آمده شرح داده شده و تحلیل می­شوند و بدین وسیله توانایی تکنیک RAR جهت شناسایی دقیق خصوصیات مودی ارزیابی می­شود. دو روش اندازه­گیری و همچنین یک مدل عددی از سازه و مشاهدات حقیقی، دو به دو مقایسه می­شوند.

در نهایت این گونه نتیجه­گیری می­شود که روش رادار استفاده شده برای شناسایی خصایص مودی سازه از طریق تحریکات محیطی، به نتایجی منجر می­شود که تطابق مطلوبی با نتایج حاصل شده از سرعت سنج و مدل عددی دارد.

1.مقدمه

ارتعاشات محیطی بر روی سطح زمین (که پارازیت محیطی نیز نامیده می شوند) توسط منابع ارتعاشی متعددی ایجاد می شوند. (ترافیک جاده ای، فعالیت صنعتی، موج اقیانوس، باد و غیره) اغلب این ارتعاشات، موج های سطحی هستند. (امواج Rayleigh یا امواج Love) که روی سطح منتشر می شوند. امواج با فرکانس پایین (زیر 1 هرتز)به صورت کلی زلزله خفیف (microseisms) و امواج با فرکانس بالا (بالای 1 هرتز) ارتعاش محیطی با دامنه کم microtremors)) نامیده می شوند. (1) در رشته مهندسی زلزله، ارتعاش محیطی اندازه گیری شده در ساختمان ها، به منظور تخمین ویژگی های دینامیکی آنها در ناحیه الاستیک استفاده می شود. زلزله شناس معروف ژاپنی به نام Fusakichi omori ارتعاشات محیطی ساختمان ها را برای اولین بار در انتهای قرن نوزدهم ثبت کرد (2) و استفاده از تکنیک ارتعاش محیطی در ساختمان ها در کالیفرنیا و ژاپن در دهه 1950 متداول شد. در حال حاضر این روش غالباً برای شناسایی مودی سازه های مهندسی عمران استفاده می شود.

چندین دیدگاه با استفاده از داده های حاصل شده از اندازه گیری های ارتعاش نیرویی محیطی و رکوردهای زلزله توسعه پیدا کرده اند. در بین این روش ها، تست های ارتعاش محیطی را می توان با کار، زمان و هزینه کمتری انجام داد. زیرا بر خلاف آزمایش های ارتعاش نیرویی، نیروهای اعمال شده به سازه طی تست ارتعاش محیطی، کنترل نشده هستند و نیازی به فراهم نمودن یک منبع ارتعاشی نیست. (3-5) در کل هدف اصلی از انجام آزمایش ارتعاش محیطی، حصول ویژگی های دینامیکی یک سازه و فرکانس های طبیعی آن، شکل مودهای متناظر و براورد میرایی است. سنجش ها که عمدتاً شتاب یا سرعت هستند، طی یک دوره طولانی ثبت می شوند تا اطمینان حاصل شود که همه مودهای مورد نظر به قدر کافی تحریک شده باشند. به صورت عمومی پذیرفته شده است که در صورتی که روزنه زمانی حاصل شده بین 1000 و 2000 برابر دوره تناوب اساسی سازه باشد شناسایی های انجام شده دقیق خواهند بود. (6) در حال حاضر تحقیقات انجام شده بر روی مطالعات سازه ای، روش های اندازه گیری ارتعاش، کشف تغییرات پارامترهای فیزیکی سیستم (همانند فرکانسهای طبیعی، شکل های مودی و درصد میرایی های مودی) یا کشف آسیب سیستم های سازه از اهمیت بالایی برخوردارند…