Development of a mobile-controlled earthquake simulator

Abstract

Real-life earthquake simulators are commonly known as heavy, hard-to-mobilize, big-budget devices with the size of a fully furnished living room. It is possible to construct earthquake simulators that are smaller in size and can be controlled via mobile applications, but this possibility has not been explored yet. In this study, an earthquake simulator prototype is proposed that presents a new dimension to the simulators on the market, both in terms of budget and useability. The proposed earthquake simulator has a size of 35cmx20cm and contains an embedded mobile system. It is portable and low-budget. The prototype will be used in the Faculty of Civil Engineering and Architecture for testing mock-up structures against possible earthquakes, making it possible to determine the effects of earthquakes at a reasonable budget. Those who will employ the proposed prototype will be able to control the seismic vibration directions, their amplitudes, and timings. They will simulate these designed earthquakes on their mock-up models, will assess the damages, and will be able to take preventative measures on the real-life structures based on the damages present in the models.

Keywords

• Embedded Systems
• Earthquake
• Vibration Simulator
• Mobile Application.

Mobil kontrollü deprem simülatörü geliştirilmesi

Öz

Deprem simülatörü denilince akla, içerisinde eşyaların bulunduğu gerçek bir oturma odası boyutunda, büyük ebatlı, büyük bütçeli, ağır ve taşınması zor cihazlar gelmektedir. Daha küçük çaplı ve mobil uygulama ile kontrol edilebilecek deprem simülatörlerinin üretilebilmesi mümkün olmasına rağmen, bu olasılık henüz değerlendirilmemiştir. Bu makalede, gerek bütçeden gerekse kullanım amacı itibariyle piyasadaki deprem simülatörlerine farklı bir boyut getirebilecek bir deprem simülatörü prototipi anlatılmaktadır. Gömülü mobil sistem içeren ve 35cmx20cm boyutunda tasarlanan simülatör, taşınabilir ve düşük bütçelidir. İnşaat Mühendisliği ve Mimarlık Fakültelerinde tasarlanan yapı konstrüksiyon maketlerinin test edilmesinde kullanılması planlanan prototip, depremin etkileri ile ilgili deneylerin daha uygun bütçeler ile gerçekleşmesini mümkün kılacaktır. Önerilen bu prototip cihazı kullanacak araştırmacılar, mobil uygulama ile sarsıntı yönü, şiddeti ve zamanını ayarlayarak deprem deneyinde test edilecek örnek bir yapıdaki hasarı ölçebilecek ve bulgular üzerinde gerekli hesaplamaları yaparak gerçek, daha büyük boyutlu bir yapıdaki hasarı ve olası hayat kayıplarını önlemek için gerekli iyileştirmeleri yapabileceklerdir.

Anahtar Kelimeler

• gömülü sistemler
• deprem
• titreşim simülatörü
• mobil uygulama

Kaynakça

1. Alçık,H., Zülfikar,C., Korkmaz, A. (2014). İstanbul Deprem Acil Müdahale ve Erken Uyarı Sisteminde Kullanılan GSR Katıyçı Sistemlerinin Farklı Kurulum Düzeneklerinin Sarsma Masası Testleri ile İncelenmesi. İstanbul Yerbilimleri Dergisi. C.27, S.1, SS.1-16.
2. Bhatta, S., Dang, J. (2023). Seismic damage prediction of RC buildings using machine learning. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, C.52, S.11, SS.3504-3527.
3. Demir,E. (2018). Dijital Kontrollü Çok Eksenli Titreşim Masası Geliştirilmesi. Yüksek Lisans Tezi. İstanbul Gelişim Üniversitesi.
4. Gözüm, Y.Ü., Akşit, İ., Tolun, V., Özkök, F., Kaşıkçı, A. (2015). Karınca Yayıncılık, Türkiye.
5. Grandin, R., Doin, M. P., Bollinger, L., Pinel-Puysségur, B., Ducret, G., Jolivet, R., Sapkota, S. N. (2012). Long-term growth of the Himalaya inferred from interseismic InSAR measurement. Geology. C.40, S.12, SS.1059-1062. URL-1 (2024). http://www.koeri.boun.edu.tr/bilgi/buyukluk.htm. Erişim tarihi: 09.07.2024
6. URL-2 (2019). http://ekitap.kulturturizm.gov.tr/TR-80090/dokuztarihsel-katman.html. Erişim Tarihi: 10.01.2019
7. Lignos, D. G.,Krawinkler, H. (2013). Development and utilization of structural component databases for performance-based earthquake engineering. Journal of Structural Engineering, C.139, S.8, SS.1382-1394.
8. Mousavi, S. M., Ellsworth, W. L., Zhu, W., Chuang, L. Y., Beroza, G. C. (2020). Earthquake transformer—an attentive deep-learning model for simultaneous earthquake detection and phase picking. Nature communications. C.11, S.1, SS.3952.

9. Oluwafemi, J. O., Ofuyatan, O. M., Sadiq, O. M., Oyebisi, S. O., Abolarin, J. S., & Babaremu, K. O. (2018). Review of world earthquakes. International Journal of Civil Engineering and Technology.C.9, S.9, SS.440-464.
10. Richards‐Dinger, K., Dieterich, J. H. (2012). RSQSim earthquake simulator. Seismological Research Letters. C.83, S.6, SS.983-990.
11. Sinha, P., Rai, D. C. (2009). Development and performance of single-axis shake table for earthquake simulation. Current science, C.96, S.12, SS.1611-1620.
12. Tang, A., Wen, A. (2009). An intelligent simulation system for earthquake disaster assessment. Computers & Geosciences. C.35, S.5, SS.871-879.