Determination of Dynamic Characteristics of the Structure with Sensor and Intelligent Telephone Records

Öz

In this study, the vibration ratios obtained from the sensor and smartphone placed in the steel model structure in the vibration table and the vibration ratios generated using the MATLAB mathematical prediction model were compared. The steel model structure used in the experimental study; made of single-span, four-ply steel. Column -beam connections in the steel model structure are rigid and the base connections on all four sides of the model building are mounted to the vibration table. The vibration values obtained from the experimental study were obtained from the sensor and the smartphone placed at the base of the vibration table and at the top of the steel model structure. The vibration table was forced with the vibration values of El-Centro, Loma-Prieta, Kobe and Sakarya earthquakes and the vibrations caused by the strain caused by the structure were recorded with the help of sensor and smart phone. Sensor and smartphone vibration values at the base of the shaking table are defined as input, sensor and smartphone vibration values at the top of the steel model structure are defined as output to the system. As a result of the studies, the compatibility ratios between the input-output data obtained experimentally, the autoregressive ARX in the Matlab program and the autoregressive moving averages were compared between the prediction-prediction found in the ARMAX model and the input-output produced. In addition, the difference between sensor and smartphone acceleration data was investigated and which of the methods used gave better results.

Anahtar Kelimeler

• Shaking table,ARX models,ARMAX models,smartphone

Sensör ve Akıllı Telefon Kayıtları Yardımı ile Yapının Dinamik Karakteristiklerin Belirlenmesi

Öz

Çalışma kapsamında, sarsma tablasındaki çelik model yapıya yerleştirilen sensör ve akıllı telefondan elde edilen titreşim değerleri ile MATLAB matematiksel tahmin modeli kullanılarak oluşturulan titreşim değerleri arasındaki uyum oranları karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmada kullanılan çelik model yapı; tek açıklıklı, dört katlı çelik malzemesinden üretilmiştir. Çelik model yapıda bulunan kolon-kiriş bağlantıları rijit, model binanın dört tarafında bulunan temel bağlantıları sarsma tablasına ankastre olacak şekilde montelenmiştir. Deneysel çalışmadan elde edilen titreşim değerleri, sarsma tablasının tabanına ve çelik model yapının tepe noktasına yerleştirilen sensör ve akıllı telefondan elde edilmiştir. Sarsma tablası El-Centro, Loma-Prieta, Kobe ve Sakarya depremlerinin titreşim değerleriyle zorlanmış ve oluşan zorlanmanın yapıda meydana getirdiği titreşimler sensör ve akıllı telefon yardımıyla kaydedilmiştir. Sarsma tablasının tabanında bulunan sensör ve akıllı telefon titreşim değerleri girdi, çelik model yapının tepe noktasında bulunan sensör ve akıllı telefonlar titreşim değerleri sisteme çıktı olarak tanımlanmıştır. Çalışmaların sonucunda deneysel olarak elde edilen girdi-çıktı verileri arasındaki uyumluluk oranları, Matlab programındaki otoregresif ARX ve otoregresif hareketli ortalamalar ARMAX modelinde bulunan tahmin-öngörü ile üretilen girdi-çıktı arasındaki uyumluluk oranları karşılaştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Sarsma tablası,ARX model,ARMAX model,akıllı telefon

Kaynakça

1. Bayhan B, Özdemir G, 2013. Betonarme Binaların Sismik Tepkisinin Tahmininde Ne Ölçüde Başarılıyız. Sarsma Tablası Simülasyonları. 2. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, 25-27 Eylül 2013, Hatay.
2. Beyen K, 2007. 17 Ağustos 1999 Kocaeli Depreminde Hasar Alan Fatih Camiinin Dinamik Karakteristiklerinin Tanımlanması. Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, 16-20 Ekim 2007, Ankara.
3. Catbas FN, Gul, M, & Burkett, JL, 2008. Conceptual Damage-Sensitive Features For Structural Health Monitoring: Laboratory And Field Demonstrations. Mechanical Systems and Signal Processing,, 22-(7): 1650-1669.
4. Das S, Saha P, & Patro SK, 2016. Vibration-Based Damage Detection Techniques Used For Health Monitoring Of Structures: A Review. Journal of Civil Structural Health Monitoring, 6(3): 477-507.
5. Doebling SW, Farrar, CR, Prime, MB, Shevitz, DW,1996. Damage Identification and Health Monitoring of Structural and Mechanical Systems from Changes in Their Vibration Characteristics: A Literature Review. Los Alamos National Laboratory: Los Alamos, NM, USA.
6. Durgun GY, Aktaş M ve Kutanis M, 2013. Sarsma Tablasına Yerleştirilmiş 3 Katlı Hasarlı Ve Hasarsız 3 Katlı Çelik Yapı Modelinin Dinamik Karakteristiklerinin Belirlenmesi. 2. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, 25-27 Eylül 2013, Hatay.
7. Fassois SD, Sakellariou JS, 2007. Time‐Series Methods For Fault Detection And İdentification İn Vibration Structures. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 365(1851), 411-448.
8. Kong Q, Allen R M, Schreier L, Kwon YW, 2016. Myshake: A Smartphone Seismic Network For Earthquake Early Warning And Beyond. Science Advances, 2(2):1501055.

9. Mahdavi M, 2014. Arı-ı Sarsma Masası Performans Değerlendirmesi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi .
10. Mari E, Shideh D, Jack R, Jonathan DB, Alexandre B and Steven G, 2011. Ishake: Mobile Phones As Seismic Sensors – User Study Findings. Proceedings of the 10th International Conference on Mobile and Ubiquitous Multimedia, December 2011, USA.
11. Özçelik Ö, Mısır İS ve Yücel U, 2013. Model Bir Yapının Hasar Tanımlaması Ve Model-Sarsıcı Etkileşiminin Azaltılması İçin Kullanılan Offline İterasyon Tekniği. 2. Türkiye Deprem Mühendisligi ve Sismoloji Konferansı, 25-27 Eylül 2013, Hatay.
12. Türker H, Mertayak C, Çolak H, 2011. Periyot Hesaplanmasında P-∆ Etkisi: Sarsma Tablası Deneyi. 1. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, 11-14 Ekim 2011, Ankara.
13. Ulusoy HS, Feng MQ, Fanning PJ, 2011. System İdentification Of A Building From Multiple Seismic Records. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 40(6): 661-674.
14. Yılmaz İ, Akdeniz H, 2000. Van Koşullarında Bazı Silaj Sorgum Çeşitlerinde Farklı Ekim Sıklıklarının Verim Üzerine Etkileri. Uluslararası Hayvan Besleme Kongresi, 4–6 Eylül 2000, Isparta.
15. Yu Yan, et al, 2015. Initial Validation Of Mobile-Structural Health Monitoring Method Using Smartphones. International Journal of Distributed Sensor Networks 11(2): 274391.
16. Wittich CE, Wang X, Hutchinson TC, 2018. Uav-Based Motıon Trackıng Of A Full-Scale 6-Story Buıldıng Durıng Earthquake Shakıng. Eleventh U.S. National Conference on Earthquake Engineering, June 25-29 2018, Los Angles, California.