دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 149036
ترجمه فارسی عنوان مقاله

توسعه روش تشخیص آسیب در ساختمان های نامتقارن

عنوان انگلیسی
Method development of damage detection in asymmetric buildings
کد مقاله سال انتشار تعداد صفحات مقاله انگلیسی
149036 2018 16 صفحه PDF
منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : Journal of Sound and Vibration, Volume 413, 20 January 2018, Pages 41-56

ترجمه کلمات کلیدی
تشخیص آسیب بر اساس ارتعاش، ساختمان نامتقارن، انعطاف پذیری مودال، انرژی مودال فشار، آسیب ساختاری، روش عنصر محدود
کلمات کلیدی انگلیسی
Vibration based damage detection; Asymmetric building; Modal flexibility; Modal strain energy; Structural damage; Finite element method;
ترجمه چکیده
الزامات زیبایی شناسی و قابلیت کار باعث شده است تا بسیاری از ساختمان ها نامتقارن باشند. چنین ساختمان ها ویژگی های ارتعاش پیچیده تحت بارهای پویا را نشان می دهد به عنوان اتصال بین اجزای جانبی و لولایی ارتعاش وجود دارد، و به عنوان ساختمان های متصل به پیچ خورده اشاره می شود. این ساختمان ها نیاز به مدل سازی و تجزیه و تحلیل سه بعدی دارند. به رغم پژوهش های اخیر و برخی از برنامه های کاربردی موفق در روش های تشخیص آسیب های ارتعاش به ساختمان های مدنی در سال های اخیر، استفاده از ساختمان های نامتقارن برای مهندسین ساختمانی یک مشکل چالش برانگیز بوده است. تحقیقات نسبتا کمی در مورد تشخیص و قرار دادن آسیب خاص برای ساختمان های نامتقارن متصل به پیچ و تاب صورت گرفته است. هدف از این مقاله، مقایسه تفاوت رفتار رفتار ارتعاشی ساختمانهای متقارن و نامتقارن و سپس استفاده از ویژگیهای ارتعاشی برای پیش بینی آسیب در آنها است. در نتیجه، نیاز به توسعه یک روش خاص برای شناسایی آسیب در ساختمان های نامتقارن آشکار می شود. در این راستا، این مقاله با استفاده از تجزیه اشکال حالت به اجزای جانبی و عمودی آن و ایجاد شاخص های آسیب خاصی از مولفه های مختلف، بر اساس شاخص های آسیب پذیری انرژی سنتی مودال است. سپس روش بهبود یافته با ترکیب شاخص های آسیب بر اساس انرژی اصلاح شده با استفاده از روش انعطاف پذیری مادری که با ساختارهای سه بعدی سازگار است، برای ایجاد یک نشانگر خسارت جدید طراحی شده است. این روش از طریق مطالعات عددی بر روی سازه های چهارگانه پنج ستاره متقارن و نامتقارن با همان طرح نشان داده شده است، پس از اعتبار سنجی از تکنیک های مدل سازی با استفاده از آزمایش های تجربی یک مدل ساختمان نامتقارن مقیاس آزمایشگاهی. پارامترهای ارتعاشات حاصل از تجزیه و تحلیل عناصر محدود از ساختمان های مصنوعی و آسیب دیده در الگوریتم های پیشنهادی برای شناسایی و قرار دادن آسیب های تک و چند در این ساختمان ها اعمال می شود. نتایج حاصل از تعدادی از سناریوهای مختلف آسیب پذیری امکان سنجی روش تشخیص آسیب مبتنی بر ارتعاش برای ساختمان های سهبعدی نامتقارن را تایید می کند.
پیش نمایش مقاله
پیش نمایش مقاله  توسعه روش تشخیص آسیب در ساختمان های نامتقارن

چکیده انگلیسی

Aesthetics and functionality requirements have caused most buildings to be asymmetric in recent times. Such buildings exhibit complex vibration characteristics under dynamic loads as there is coupling between the lateral and torsional components of vibration, and are referred to as torsionally coupled buildings. These buildings require three dimensional modelling and analysis. In spite of much recent research and some successful applications of vibration based damage detection methods to civil structures in recent years, the applications to asymmetric buildings has been a challenging task for structural engineers. There has been relatively little research on detecting and locating damage specific to torsionally coupled asymmetric buildings. This paper aims to compare the difference in vibration behaviour between symmetric and asymmetric buildings and then use the vibration characteristics for predicting damage in them. The need for developing a special method to detect damage in asymmetric buildings thus becomes evident. Towards this end, this paper modifies the traditional modal strain energy based damage index by decomposing the mode shapes into their lateral and vertical components and to form component specific damage indices. The improved approach is then developed by combining the modified strain energy based damage indices with the modal flexibility method which was modified to suit three dimensional structures to form a new damage indicator. The procedure is illustrated through numerical studies conducted on three dimensional five-story symmetric and asymmetric frame structures with the same layout, after validating the modelling techniques through experimental testing of a laboratory scale asymmetric building model. Vibration parameters obtained from finite element analysis of the intact and damaged building models are then applied into the proposed algorithms for detecting and locating the single and multiple damages in these buildings. The results obtained from a number of different damage scenarios confirm the feasibility of the proposed vibration based damage detection method for three dimensional asymmetric buildings.