شناسایی تعداد ترک با رفتار دو خطی در سازه های قابی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی سازه، گروه مهندسی عمران، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استادیار گروه مهندسی عمران، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 استاد، پژوهشکده مهندسی سازه، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

4 دانشیار، پژوهشکده مهندسی سازه، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

چکیده

در این تحقیق، یک روش نوآورانه برای شناسایی تعداد ترک های تنفسی بدون نیاز به اطلاعات سازه اولیه توسعه داده شده است. برای مدل سازی سازه های خسارت دیده در نرم افزار MATLAB، یک برنامه تحلیل دینامیکی غیر خطی با قابلیت مدل سازی ترک های دو خطی کد نویسی گردید. مدل سازی ترک های تنفسی با استفاده از روش نرمی و مفهوم خمیدگی اعضا انجام گرفت و به منظور تعیین حالت باز یا بسته بودن ترک در هر لحظه ارتعاش، شاخصی بر اساس خمیدگی لحظه ای هر عضو تعریف شد. به دلیل باز و بسته شدن ترک ها، فرکانس قاب به طور مداوم در طول زمان ارتعاش تغییر می کند اگر فقط یک ترک در سازه وجود داشته باشد، دو مقدار فرکانس در طول ارتعاش بدست می آید. واضح است که یک فرکانس مربوط به زمانی است که ترک باز و فرکانس دیگر مربوط به زمانی است که ترک بسته است. با افزایش تعداد ترک ها، تعداد باندهای فرکانسی ارتعاش نیز به صورت غیر خطی افزایش می یابد. در این تحقیق از این ویژگی برای تعیین تعداد نقاط آسیب دیده در سازه استفاده شده است. با رسم فرکانس های مرتب شده ارتعاش، نقاط با فرکانس های یکسان در یک خط مشخص قرار می گیرند و یک پله فرکانسی را تشکیل می دهند. بین تعداد پله های فرکانس و تعداد نقاط ترک خورده رابطه معنی داری وجود دارد. با استفاده از سناریوهای مختلف ترک خوردگی در ساختمان های یک ، دو و پنج طبقه، رابطه ی بین تعداد پله های فرکانس و تعداد ترک ها به دست آمد. اثر شدت و توزیع ترک خوردگی در سه حالت مختلف مورد بررسی قرار گرفت. حالت اول شامل 20 سناریوی مختلف ترک خوردگی با ترک هایی به عمق 1/0 ارتفاع مقطع و توزیع تصادفی، حالت دوم 20 سناریوی مختلف ترک خوردگی با ترک هایی به عمق 3/0 ارتفاع مقطع و با توزیع تصادفی و حالت سوم 20 سناریوی مختلف ترک خوردگی با ترک هایی با عمق و توزیع تصادفی در نظر گرفته شدند. میانگین و انحراف استاندارد تعداد پله های فرکانسی به دست آمد. این مطالعه نشان می دهد که تغییرات تعداد پله های فرکانسی برحسب تعداد ترک در سازه های مختلف مشابه است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات



مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 11 مهر 1400
  • تاریخ دریافت: 05 اسفند 1397
  • تاریخ بازنگری: 11 مهر 1400
  • تاریخ پذیرش: 28 اردیبهشت 1398
  • تاریخ اولین انتشار: 11 مهر 1400