Determination of structural dynamic parameters with ambient vibration measurements

Year 2015, Volume: 19 Issue: 1, 59 - 66, 01.04.2015

Elif Orak Boru , Mustafa Kutanis

https://doi.org/10.16984/saufenbilder.77072

Cited By: 1

Abstract

Structural behavior under effect of dynamic loads, is identified by dynamic characteristics of structures. Structural dynamic characteristics, natural frequency, mode shape and damping ratio are determined by theoretical and experimental methods. In this study, dynamic parameters of a building which was designed according to 1975 earthquake design code, are determined by Theoretical and Experimental Modal Analysis. In Experimental Modal Analysis ambient vibration measurements and Enhanced Frequency Domain Decomposition Method are used to determine dynamic characteristics of the building. Analytical model which is created by Finite Element Method is used in Theoretical Modal Analysis. Dynamic characteristics, which are determined by Experimental and Theoretical Modal Analysis are given as a conclusion. Additionally Finite Element Model Updating Method is used to determine real structural stiffness of the building. This study has concluded that it is possible to determine realistic structural dynamic characteristics using Ambient Vibration Measurements.

Keywords

structural dynamic characteristics, ambient vibration measurement, operational modal analysis

Çevrel titreşim kayıtları kullanılarak yapı dinamik parametrelerinin belirlenmesi

Abstract

Yapıların dinamik yükler etkisi altındaki davranışları, yapı dinamik parametreleri kullanılarak belirlenmektedir. Yapı dinamik parametreleri, doğal frekans, mod şekli ve sönüm oranı, teorik ve deneysel yöntemler kullanılarak elde edilmektedir. Bu çalışmada 1975 deprem yönetmeliğine göre tasarlanmış bir binanın dinamik parametreleri teorik ve deneysel yöntemler kullanılarak elde edilmiştir. Deneysel yöntem ile yapı dinamik parametrelerinin belirlenmesinde binadan alınan çevrel titreşim kayıtları ve Geliştirilmiş Frekans Tanım Alanında Ayrıştırma Yöntemi kullanılmıştır. Teorik yöntemde ise sonlu elemanlar yöntemi ile oluşturulan analitik model kullanılmıştır. Sonuçta iki yöntem kullanılarak elde edilen yapı dinamik parametreleri karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Yapılan model güncelleme çalışmaları ile yapının gerçek rijitliği tespit edilmiştir. Yapılan çalışma ile çevrel titreşim kayıtları kullanılarak yapı dinamik parametrelerinin elde edilebileceği sonucuna varılmıştır. 

Keywords

yapı dinamik parametreleri, çevrel titreşim, operasyonel modal analiz

References

• Bayraktar, A., Türker, T., Altunışık, A.C., Sevım, B. and Özcan, M. (2010) Binaların dinamik parametrelerinin operasyonal modal analiz yöntemiyle belirlenmesi, İmo Teknik Dergi, pp. 5185–5205.
• Kaya, H. (2004) Experimental modal analysıs of a steel grid frame, Msc Thesis, Middle East Technical University.
• Soyoz, S., Tacıroglu, E., Asce, M., Orakcal, K., Nıgbor, R. and Skolnık, D. (2014) Ambient and forced vibration testing of a reinforced concrete building before and after ıts seismic retrofitting, vol. 139, No. 10, pp. 1741–1752.
• Ventura, C. E., Lord, J. and Sımpson, R. D. ‘Effectıve use of ambıent vıbratıon measurements for modal updatıng of a 48 storey buıldıng ın Vancouver , Canada’, In Proceedings Of The 22th International Modal Analysis Conference (Imac).
• Zhang, L. An Overview of operational modal analysis : major development and ıssues 1 . Major developments of OMA,” No. 1.
• Svibs. (2014) What is operational modal analysis, Available: http://www.svibs.com/solutions/what_is_oma.aspx [10 May 2014].
• Bendat, J. S. andPıersol, A. G. (1993) Engineering applications of correlation and spectral analysis (2). Usa: John Wiley&Sons.
• Özçelik, Ö.,Yücel, İ. S. and Mısır, U. (2013) Model Bir yapının hasar tanımlaması ve model -sarsıcı etkileşiminin azaltılması için kullanılan offline iterasyon tekniği, pp. 1–11.
• Kutanıs, M., Beyen, K., Yılmaz, M. T. and Bal, İ. E. (2011) Performansa dayalı tasarım ve değerlendirme yöntemlerinin deprem sonrası türkiye ’ de gözlenen yapı performansları ile karşılaştırlarak geliştirilmesi, 108m303 nolu Tübitak Projesi.
• Arel Deprem Izleme Simulatörleri (2014) Arel Dac Series, Available: http://www.areldeprem.com.tr/en/ivmeolcer [15 May 2014].
• Beyen, K., Kutanıs, M., Tanöz, H. Ö. and Başkan, D. (2007) Yapı sağlığı izleme ve yapı tanı çalışmaları için akıllı aktarma protokollü kablosuz sensör ağı, Yedinci Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı.
• Svibs. (2014) ARTeMIS, Ambient response testing and modal ıdentification software, versiyon modal 3.0.
• Computers and Structures (2013) Sap2000 versiyon 15.1.0. Berkeley.
• Dynamic Design Solutions (DDS) (2014) Femtools, versiyon 3.7.