UTILIZAREA IDENTIFICARII DINAMICE IN MONITORIZAREA COMPORTARII CONSTRUCTIILOR

1. UTILIZAREA IDENTIFICARII DINAMICE IN MONITORIZAREA COMPORTARII CONSTRUCTIILOR ConstantinGavriloaia Dorina Isopescu Mihai Budescu Gheorghe Albu Radu Canarache - 2013 -

2. Cuprins 1. Metode de identificare dinamică 1.1 Identificare dinamică cu sursă de excitație artificială 1.2 Identificare dinamică cu sursă de excitație naturală 2. Sisteme de identificare dinamică 2.1 Generatoare de vibrații 2.2 Captori pentru măsurarea vibrațiilor 2.3Aparatura pentru achiziția și prelucrarea semnalelor 2.4Criteriul de asigurare modală (MAC) 3. Studii de caz 3.1Comparaţia caracteristicilor dinamice determinate experimental ale unuipod la vibrații din mediu și vibrații forțate 3.2Calibrarea modelului de calcul a unei structuri în cadre din beton armat înfuncție de parametrii dinamici determinați experimental 3.3 Măsurarea caracteristicilor dinamice la Palatul Culturii Iași 3.4Calibrarea modelului de calcul la un planșeu din lemn utilizând programul Femtools 4. Concluzii

3. 1.1 Identificare dinamicăcu sursă de excitaţie artificială H(jω) – matricea densităţii spectrale de putere de a sistemului; Gxx(jω) – matricea densităţii spectrale de putere a intrării; Gyy(jω) – matricea densităţii spectrale de putere a răspunsului.

4. 1.2 Identificare dinamică cu sursă de excitație naturală • metoda de descompunerii domeniului de frecvență • metoda de identificare aleatoare a subspațiului Artemis Modal

5. 2.1Generatoare de vibrații • mecanice • hidraulice • electrodinamice

6. 2.2Captori pentru măsurarea vibrațiilor < captor de acceleraţii > captor de viteze sau deplasări

7. 2.2 Captori pentru măsurarea vibrațiilor Captori de viteză

8. 2.2 Captori pentru măsurarea vibrațiilor Captori de accelerație

9. 2.3Aparatura pentru achiziția și prelucrarea semnalelor • schema bloc • forma tipica semnal • analiza Fourier (FFT)

10. 2.3Aparatura pentru achiziția și prelucrarea semnalelor • perioada de esantionare • rezoluția FFT NFFT – numărul de eșantioane FFT (2n); Ts – perioada de eşantionare; Tmax – perioada de înregistare; Fmax – frecvenţa maximă.

11. 2.4Criteriul de asigurare modală (MAC)

12. 3.1Comparaţia caracteristicilor dinamice determinate experimental ale unui pod la vibraţii din mediu şi vibraţii forţate

13. 3.1Comparaţia caracteristicilor dinamice determinate experimental ale unui pod la vibraţii din mediu şi vibraţii forţate Sursa de excitatie

14. 3.1Comparaţia caracteristicilor dinamice determinate experimental ale unui pod la vibraţii din mediu şi vibraţii forţate

15. 3.1Comparaţia caracteristicilor dinamice determinate experimental ale unui pod la vibraţii din mediu şi vibraţii forţate Moduri proprii de vibrație

16. 3.2Calibrarea modelului de calcul a unei structuri în cadre din beton armat în funcţie de parametrii dinamici determinați experimental

17. 3.2Calibrarea modelului de calcul a unei structuri în cadre din beton armat în funcţie de parametrii dinamici determinați experimental Moduri proprii în plan vertical, Criteriul de asigurare modala MAC

18. 3.2Calibrarea modelului de calcul a unei structuri în cadre din beton armat în funcţie de parametrii dinamici determinați experimental Moduri proprii în plan orizontal , Analiza FFT

19. 3.2Calibrarea modelului de calcul a unei structuri în cadre din beton armat în funcţie de parametrii dinamici determinați experimental Calibrarea modelului. Comparație forme moduri proprii

20. 3.3 Măsurarea caracteristicilor dinamice la Palatul Culturii Iaşi

21. 3.3 Măsurarea caracteristicilor dinamice la Palatul Culturii Iaşi • Frecvenţe proprii structura palat: • direcţie transversală 3.3 Hz (2.55 Hz măsurători 1993) (mod 1 de vibraţie) • direcţie longitudinală 3.55 Hz (3.25 Hz măsurători 1993) (mod 2 de vibraţie)

22. 3.4 Calibrarea modelului de calcul la un planșeu din lemn utilizând programul Femtools • Alcătuirea planșeului: • dimensiuni în plan 3x4 m • 5 grinzi de tip MiTek Posi-Joists • înălțime grinzi 204 mm • dimensiunile sectiunilor talpilor 98x48 mm • elementele de prindere din oțel galvanizat cu grosimea de 1 mm

23. 3.4 Calibrarea modelului de calcul la un planșeu din lemn utilizând programul Femtools • Identificare dinamică Artemis Extractor • 7 accelerometre • schema de dispunere • sursa de excitație • răspuns plașeu • perioadă eșantionare 1 ms

24. 3.4 Calibrarea modelului de calcul la un planșeu din lemn utilizând programul Femtools • Identificare dinamică Artemis Modal • răspuns în frecvență • moduri proprii Mod 1 (20.51 Hz) Mod 2 (28.08 Hz)

25. 3.4 Calibrarea modelului de calcul la un planșeu din lemn utilizând programul Femtools Calibrarea modelului Femtools Model de calcul FEMtools

26. 3.4 Calibrarea modelului de calcul la un planșeu din lemn utilizând programul Femtools Forme moduri proprii de vibraţie determinate cu element finit (FEA) E=10000 N/mm2 Mod 1 (22.52 Hz) Mod 2 (32.37 Hz) Comparaţie moduri proprii de vibraţie calibrate (FEA–EMA) E=8430 N/mm2 Mod 1 (20.44 Hz) Mod 2 (29.38 Hz)

27. 4. Concluzii • măsurătorile dinamice experimentale însoţite de identificarea dinamică a structurilor au un caracter important în evaluarea stăriiconstrucţiilor; • prin măsurarea vibraţiilor din acțiunea naturală asupra construcţiilor putem identifica parametrii dinamici cum sunt frecvențele și formele proprii de vibraţie; • modificarea frecvențelor proprii de vibrație pe perioada exploatării unei clădiri reprezintă un indicator că în structura respectivă au avut loc degradări; • comparația formelor modale determinate experimental la perioade diferite de timp ne pod indentifica poziția zonelor degradate; • parametrii dinamici determinați experimental pot fi utilizați la validarea și calibrarea modelelor de calcul cu elemente finite.

28. Vă mulțumesc pentru atenție!