Yüksek yapıların farklı sensörler ile tam ölçekli izlenmesi ve dinamik parametrelerin belirlenmesi
Yükleniyor...
Tarih
2010-07-08
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Mühendislik yapıları beklenen hizmet ve yasam süreleri boyunca maruz
kalacakları olası yükleri karşılayabilecek şekilde tasarlanır ve inşa edilirler. Kule,
gökdelen vb. yüksek yapıların tasarımında, az katlı yapıların aksine, yapıya dinamik
yük olarak etkiyen depremin yanı sıra, rüzgâr yüklerininde göz önüne alınması
gereklidir. Yüksek yapıların, deprem yüküne karsı dirençli olabilmesi yapının
olabildiğince hafif-ağırlıklı ve esnek olmasını, şiddetli rüzgârlara karsı yapının
dirençli olması ise yapının rijitliğinin olabildiğince yüksek olmasını gerektirmektedir
ve her iki yük değerine karsı dayanıklı bir yapının tasarlanması gereklidir. Yapıların
sismik ve rüzgâr gibi dinamik yükler karsısındaki davranışlarının farklı kabiliyetlere
sahip sensörlerle tam ölçekli izlenmesi, yapıların doğal frekansları, mod şekilleri ve
sönüm değerlerine ilişkin dinamik parametrelerin belirlenmesi, yapı sağlıklarının değerlendirilmesi, proje kabullerinin kontrol ve kalibrasyonu yanında, gelecek
projelere ışık tutan değerli bir veri ve bilgi alt yapısı oluştururlar.
Bu çalışmada, çok katlı betonarme yüksek bir mühendislik yapısının rüzgâr ve
sismik yükler karsısındaki dinamik tepkileri GPS ve eğim sensörü kullanılarak es
zamanlı olarak izlenmiştir. Birbirinden farklı özelliklere sahip, 4 tanesi rüzgâr yükü
ve 1 tanesi sismik yük olmak üzere toplam 5 farklı veri setinin zaman ve frekans
analizleri, Hızlı Fourier Dönüşümü (HFD) ve bir dizi sinyal filtreleme teknikleri
kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analizler sonucunda, yapının doğal frekanslarının
belirlenmesi ve her iki sensörün yapının dinamik davranışlarını yakalama
kabiliyetleri açısından katkıları, eksiklikleri, avantaj ve dezavantajları karşılaştırmalı
bir yaklaşımla ele alınmış ve tam ölçekli izleme projelerinde sensör entegrasyonuna
ilişkin önemli bulgular elde edilmiştir. Ayrıca yapının tam ölçekli izleme sonucu elde
edilen frekans değerleri ile analitik modelden elde edilen değerleri karşılaştırılarak
yapının analitik modelinin doğruluğu değerlendirilmiştir. Bu çalışma ile ayrıca
yapıya etkiyen rüzgâr ve sismik yük tiplerinin yapı üzerindeki dinamik cevaplarının
benzerlik ve farklılıkları değerlendirilmiştir.
The engineering structures are designed and constructed to be able to resist against possible load that could be anticipated during expected service and lifetime. Unlike low-rise building, it is necessary to take into account wind loading as much as seismic load as a dynamic load for high-rise structures in design stage. High-rise structures require to be stiffness and heavy against wind load while it require to be flexible and light against seismic force. Hence, it is necessary to design the building resisting these two forces. The monitoring of behaviour of the structures under dynamic loading, such as wind and seismic load, using various sensors which has different ability contribute to determine their dynamic parameters, such as natural frequencies, mode shapes and damping ratio, and provide future projects good and valuable information database as well as evaluating of structural health and control and calibration of project parameters accepted. In this study, multistory reinforced concrete tall building dynamic response to wind and seismic load has been monitored using GPS and inclination sensors simultaneously. Time and frequency analysis of 5 data set consisting of 4 wind load and 1 seismic load have been carried out by employing Fast Fourier Transform (FFT) and a few range of signal processing techniques. Assessing the dynamic measurement quality, reliability and ability of GPS and inclinometers for building monitoring applications, and discussing the strengths and weaknesses of GPS vis-a-vis the use of inclination sensors for monitoring and determining the dynamic response of tall buildings is dealt with comparative approach. It was also obtained some findings on integrating sensors for full scale monitoring project. In addition to these, assessing the accuracy of analytical model of the building was made by comparing frequencies obtained from full scale monitoring and derived from Finite Element Model (FEM). Similarity and difference of building dynamic response to wind and seismic load was evaluated.
The engineering structures are designed and constructed to be able to resist against possible load that could be anticipated during expected service and lifetime. Unlike low-rise building, it is necessary to take into account wind loading as much as seismic load as a dynamic load for high-rise structures in design stage. High-rise structures require to be stiffness and heavy against wind load while it require to be flexible and light against seismic force. Hence, it is necessary to design the building resisting these two forces. The monitoring of behaviour of the structures under dynamic loading, such as wind and seismic load, using various sensors which has different ability contribute to determine their dynamic parameters, such as natural frequencies, mode shapes and damping ratio, and provide future projects good and valuable information database as well as evaluating of structural health and control and calibration of project parameters accepted. In this study, multistory reinforced concrete tall building dynamic response to wind and seismic load has been monitored using GPS and inclination sensors simultaneously. Time and frequency analysis of 5 data set consisting of 4 wind load and 1 seismic load have been carried out by employing Fast Fourier Transform (FFT) and a few range of signal processing techniques. Assessing the dynamic measurement quality, reliability and ability of GPS and inclinometers for building monitoring applications, and discussing the strengths and weaknesses of GPS vis-a-vis the use of inclination sensors for monitoring and determining the dynamic response of tall buildings is dealt with comparative approach. It was also obtained some findings on integrating sensors for full scale monitoring project. In addition to these, assessing the accuracy of analytical model of the building was made by comparing frequencies obtained from full scale monitoring and derived from Finite Element Model (FEM). Similarity and difference of building dynamic response to wind and seismic load was evaluated.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Yüksek yapıların tam ölçekli izlenmesi ve analizi, GPS ve egim sensörü, Sayısal filtreler, Dinamik rüzgar ve deprem yükü, Full-scale monitoring and analysis of tall building, Dynamic wind and earthquake loading, GPS and inclination sensor, Digital filter
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Yiğit, C. Ö. (2010). Yüksek yapıların farklı sensörler ile tam ölçekli izlenmesi ve dinamik parametrelerin belirlenmesi. Yayımlanmış doktora tezi, Selçuk Üniversitesi, Konya.
