پایش سلامتی و تشخیص آسیب ستون تحت اثر بار محوری با استفاده از داده‌های دینامیکی مودال و روش تحلیلی موجک

Abstract

همواره سازه‌‌ها تحت اثر عوامل طبیعی و یا غیر طبیعی متعددی همچون زلزله، انفجار و گودبرداری‌های غیر اصولی واقع‌اند که می‌تواند آسیب‌های موضعی موجود در آن‌ها را تشدید نموده و باعث انهدام آن‌ها و در نتیجه، ایجاد خسارت‌های جانی و مالی فراوانی شود؛ بنابراین، پایش سلامتی سازه‌ها و اعضای سازه‌ای بسیار مهم و حائز اهمیت است. در این نوشتار، پایش سلامت عضو سازه‌ای ستون با لحاظ نمودن اثر بار محوری بر پاسخ‌های دینامیکی مودال (فرکانس‌های طبیعی و شکل‌های مود ارتعاشی) انجام شد. نتایج بررسی‌ها نشان داد که فرکانس‌های طبیعی تمامی مودها در هر دو وضعیت سالم و آسیب با افزایش بار محوری به صورت نسبت‌هایی از بار بحرانی مبنا (بار بحرانی بدترین حالت آسیب) کاهش می‌یابد. همچنین، در بارگذاری‌های یکسان، همواره فرکانس نمونه سالم از فرکانس نمونه آسیب بیشتر است؛ به‌طوری‌که با افزایش شدت آسیب، اختلاف فرکانسی وضعیت‌های سالم و آسیب افزایش می‌یابد. با معرفی یک شاخص شناسایی آسیب (DDI) بر مبنای ضرایب موجک حاصل از جزئیات آنالیز موجک شکل‌های مود وضعیت‌های سالم و آسیب، محل‌های آسیب با دقت بالایی به صورت پرش و یا اغتشاش در DDI شناسایی گردید. همچنین، بررسی‌ها نشان داد که DDI محل‌های مختلف آسیب مستقل از هم بوده و تنها متأثر از شدت آسیب محل مورد نظر است و اثرات بار محوری بر DDI بسیار ناچیز و قابل چشم پوشی است. مستقل بودن DDI محل‌های مختلف آسیب نشان دهنده کارآمدی روش پیشنهادی در شناسایی محل‌های آسیب است؛ زیرا در غیر اینصورت، ممکن است عدم شناسایی یک محل آسیب بر شناسایی سایر محل‌های آسیب تأثیرگذار باشد.