شناسائی آسیب در اتصالات صلب قاب های خمشی فولادی در ارتفاع و پلان سازه با استفاده از روش انحنای مودی اصلاح شده

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا دانشگاه شهید رجائی

2 مدیر گروه دانشکده عمران / دانشیار / عضو هیئت علمی

چکیده

عیب‌یابی سازه‌ها از مهمترین بخش‌های پایش سلامت سازه‌ها ‌می‌باشد. مشخصات دینامیکی سازه‌ها در اثر آسیب‌های موضعی دچار تغییر می‌گردند. در این مقاله روشی جدید بر اساس تغییرات انحنای شکل مودی برای شناسائی آسیب در اتصالات صلب قاب‌های خمشی، در ارتفاع و پلان سازه معرفی می‌شود. در این روش، ابتدا با استفاده از انحنای شکل مودی ستون‌های سازه، تراز طبقه آسیب دیده مشخص می‌شود و سپس با استفاده از انحنای شکل مودی تیر طبقه، محل دقیق اتصال آسیب‌دیده در پلان تعیین می‌گردد. برای شناسائی آسیب در مناطق مرزی (پایه و بام ساختمان) از روش پیشنهادی این تحقیق در محاسبه انحنای شکل مود (در ابتدا و انتهای اعضاء)، استفاده می شود. این رویه بر روی یک قاب فولادی هفت طبقه ی سه دهانه در سناریوهای مختلف آسیب مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که روش پیشنهادی در این پژوهش می‌تواند موقعیت صددرصد محل اتصالات آسیب دیده، خصوصا در ابتدا و انتهای سازه را شناسائی کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Identification of damage in rigid connections of steel moment frames in height and plan of the structure using modified modal curvature method

نویسندگان [English]

  • taha teimoori 1
  • Mussa Mahmoudi 2
1 Ph.D. candidate of Structural Engineering, Faculty of Civil Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University-Tehran, Iran.
2 Director of the Department of Civil Engineering / Associate Professor / Faculty member
چکیده [English]

Damage detection of structures is one of the most important parts of structural health monitoring. Dynamic characteristics such as natural frequencies, mode shapes and damping are inherent parameters of structures which change through local damages. In this paper a new method for damage detection of rigid connections in moment resisting frames at the height and in the plan of the structure is presented. This method is based on the mode shape curvature differences between intact and damaged states of structure. In order to increase the accuracy and efficiency of the presented procedure, the shape data of each structure column is used separately. The proposed method is a two-step procedure. First, the damage level is localized using mode shape curvature of the columns and then the exact place of the damaged connections is determined on the plan using modal shape curvature of the beam. For damage detection at boundary areas (such as base and roof), the proposed method is being used to calculate the mode shape curvature (at the beginning and the end of members). The new method is used to normalize the mode shape curvature differences data to localize the damaged connections accurately. The exact location of the damaged connection is identified around a column using this normalization method. This procedure is studied on a seven story three bay steel moment frame in different damage scenarios. Four scenarios of different damages have been studied. The results of this study indicate that the proposed method can identify the location of a hundred percent of damaged connections, especially at the beginning and end of the members with acceptable accuracy. The proposed procedure is precise and reliable due to two steps. In the event of an error or noise in each of the steps, the fault will be erased in the other step.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Damage detection
  • Rigid connections
  • Modified modal curvature method
  • Damage in height and plan
  • Moment frames