DETERMINATION OF STRUCTURAL DAMAGE LEVELS BY USING DYNAMIC PARAMETERS

Aim: This study revealed the relationship between the change in dynamic characteristics of structures damaged by exposure to extreme loads such as earthquakes, explosions, and impact and damage levels. Thus, a quick method can be used immediately after the damage has been proposed. Method: The studies consist of two parts, experimental measurements, and numerical solutions. For the analysis, a single degree of freedom, a four-column steel model structure was fabricated, and its free vibrations were recorded with the help of an accelerometer. Three scenarios are defined for the system no damage, medium damage, and heavy damage. Each of these failure scenarios is achieved by changing the boundary conditions of the columns. Results: The acceleration records were processed with the Seismosignal software, and the free vibration periods of the structure were determined for each case. In the numerical part of the study, free vibration periods of undamaged and damaged structures were calculated using the finite element method. Conclusion: It has been shown that the results obtained from the experimental and numerical methods are compatible. With the study, it has been revealed that damaged structures can be evaluated using free vibration periods.

Keywords: Damage Detection, Model Structure, Finite Element Method, Free Vibration Periods

Doi:10.17366/uhmfd.2022.16.3

Amaç: Bu çalışmada, deprem, patlama, çarpma gibi aşırı yüklere maruz kalan yapıların dinamik karakteristiklerinin değişimi ile hasar seviyeleri arasındaki ilişki araştırılmıştır. Böylece bu çalışmada hasar oluşan yapıların hemen kullanılabilmesi için hızlı bir yöntem önerilmiştir. Yöntem: Yapılan çalışma, deneysel ölçümler ve sayısal çözümler olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır. Çalışma için, tek serbestlik dereceli, dört kolonlu, çelik bir model yapı imal edilerek ivmeölçer yardımı ile titreşimleri kayıt edilmiştir. Yapı için hasarsız, orta hasar ve ağır hasar olmak üzere üç senaryo tanımlanmıştır. Hasar senaryolarının her biri kolonların bağ koşulları değiştirilerek sağlanmıştır. Bulgular: Alınan ivme kayıtları Seismosignal yazılımı ile işlenerek her bir hasar senaryosu için yapı serbest titreşim periyotları belirlenmiştir. Çalışmanın sayısal kısmında ise hasarsız ve hasarlı yapıların sonlu eleman yöntemi kullanılarak serbest titreşim periyotları hesaplanmıştır. Sonuç: Deneysel ve sayısal yöntemlerden elde edilen sonuçların uyumlu olduğu gösterilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda; yapıların serbest titreşim periyotlarının, yapıda oluşan hasar durumlarının belirlenmesinde kullanılabileceği ifade edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Hasar Belirleme, Model Yapı, Sonlu Eleman Yöntemi, Serbest Titreşim Periyotları

Doi:10.17366/uhmfd.2022.16.3