بررسی تاثیر زلزله بر پارامترهای دینامیکی سازه های بلندمرتبه واقعی با استفاده از مدل خودرگرسیون میانگین متحرک با ورودی خارجی
پذیرفته شده برای ارائه شفاهی ، صفحه 1-8 (8)
کد مقاله : 1085-ISAV2022 (R1)
نویسندگان
1دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امبرکبیر
2دانشیار دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر،
چکیده
سازه های عمرانی بزرگ مقیاس، مانند سازه های بلند مرتبه، در معرض بارهای محیطی مختلف و تحریکات زلزله قرار دارند. با توجه به اهمیت فراوان این سازه ها در جوامع شهری مدرن، شناخت رفتار سازه در هنگام زلزله امری حیاتی است. تحریک زلزله اغلب سازه ها را از دو جهت تحت تاثیر قرار می دهد، در نتیجه، مشکل شناسایی سیستم، در این مورد، یک مسئله پیچیده چند ورودی چند خروجی است. این مطالعه به بررسی یک روش حوزه زمانی پارامتریک برای کاهش تأثیر منفی این دست مسائل می‌پردازد. در این راستا، یک مدل میانگین متحرک خودرگرسیون با ورودی خارجی (ARMAX) بر روی سیگنال‌های پاسخ یک مدل عددی اعتبارسنجی شد که نشان‌دهنده دقت بالای الگوریتم پیشنهادی برای شناسایی ویژگی‌های مودال سازه تحت تحریک زلزله است. و در مرحله بعد از پاسخ های یک سازه بلند مرتبه بتنی 72 طبقه که توسط حسگرهای شتاب سنج ثبت شده اند برای بررسی اثرات لرزه ای بر خصوصیات دینامیکی سازه های واقعی استفاده شد. نتایج به‌دست‌آمده از روش پیشنهادی با نتایج به‌دست‌آمده از روش تجزیه دامنه فرکانس (FDD) که بر روی داده‌های برداشت شده در حالت ارتعاش محیطی اعمال شد، مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که ویژگی‌های دینامیکی تحت زلزله و تحریک محیطی با یکدیگر متفاوت هستند که باید در پایش مبتنی بر ارتعاش در نظر گرفته شود.
کلیدواژه ها
موضوعات
Title
Investigating Earthquakes Effect on the Dynamic Parameters of Highrise Structure using Autoregressive Moving Average with Exogenous Input Model
Authors
Sadeq Kord, Touraj Taghikhany
Abstract
Large-scale civil structures, such as high-rise structures, are exposed to environmental loads and earthquake excitations. On the other hand, considering the great importance of these structures in modern urban societies, it is vital to know the behaviour of the structure during an earthquake. Earthquake excitation often affects structures from two directions, as a result, the system identification problem, in this case, is a complex multi-input multi-output problem. This study investigates a parametric time domain method to reduce the negative impact of these issues. In this regard, an AutoRegressive Moving Average with eXogenous input (ARMAX) was validated on the response signals of a numerical model, which indicates the high accuracy of the proposed algorithm for identifying the modal characteristics of the structure under earthquake excitation. And in the next step, the responses of a 72-story tall concrete structure recorded by accelerometer sensors were used to investigate the seismic effects on the dynamic characteristics of the real structures. The results obtained from the proposed method have been compared with the results obtained from the frequency domain decomposition (FDD) method applied on ambient vibration data. The results suggest that the dynamic characteristics under earthquake and ambient excitation are different from each other, which should be considered in vibration-based monitoring.
Keywords
system identification, Modal Analysis, Highrise structure, ARMAX
مراجع
<p dir="ltr">1. Kord, S. and T. Taghikhany, Parametric system identification of large‐scale structure using decoupled synchronized signals. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 2021: p. e1915.</p>
<p dir="ltr">2. Li, Y. and S. Mau, A case study of MIMO system identification applied to building seismic records. Earthquake engineering & structural dynamics, 1991. 20(11): p. 1045-1064.</p>
<p dir="ltr">3. Loh, C.H. and H.M. LIN, Application of off‐line and on‐line identification techniques to building seismic response data. Earthquake engineering & structural dynamics, 1996. 25(3): p. 269-290.</p>
<p dir="ltr">4. Smyth, A.W., J.S. Pei, and S.F. Masri, System identification of the Vincent Thomas suspension bridge using earthquake records. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2003. 32(3): p. 339-367.</p>
<p dir="ltr">5. Arici, Y. and K.M. Mosalam, System identification of instrumented bridge systems. Earthquake engineering & structural dynamics, 2003. 32(7): p. 999-1020.</p>
<p dir="ltr">6. Saito, T. and J.L. Beck, Bayesian model selection for ARX models and its application to structural health monitoring. Earthquake engineering & structural dynamics, 2010. 39(15): p. 1737-1759.</p>
<p dir="ltr">7. Li, J., M. Ruiz‐Sandoval, B.F. Spencer Jr, and A.S. Elnashai, Parametric time‐domain identification of multiple‐input systems using decoupled output signals. Earthquake engineering & structural dynamics, 2014. 43(9): p. 1307-1324.</p>
<p dir="ltr">8. Dahari, M.d., System identification and parametric estimation of inferential coriolis. 2009, Universiti Teknologi PETRONAS.</p>
<p dir="ltr">9. Pastor, M., M. Binda, and T. Harčarik, Modal assurance criterion. Procedia Engineering, 2012. 48: p. 543-548.</p>
<p dir="ltr">10. Chopra, A.K., Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering. 2007: Pearson/Prentice Hall</p>