تشخیص آسیب لرزه‌ای در پایه‌ی بتنی پل بزرگراهی کردستان-خیابان ملاصدرا تهران بصورت عددی به کمک توابع توزیع تداخلی کاهش‌یافته(RID) و روش تانسوری

حاصلی, بهزاد; خیری نمین, امید

doi:10.22091/cer.2019.4500.1156

	تشخیص آسیب لرزه‌ای در پایه‌ی بتنی پل بزرگراهی کردستان-خیابان ملاصدرا تهران بصورت عددی به کمک توابع توزیع تداخلی کاهش‌یافته(RID) و روش تانسوری
پژوهش های زیرساخت های عمرانی
مقاله 3، دوره 5، شماره 2 - شماره پیاپی 9، اسفند 1398، صفحه 31-49 اصل مقاله (6.46 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22091/cer.2019.4500.1156
نویسندگان
بهزاد حاصلی^* ؛ امید خیری نمین
پژوهشگر همکار گروه تخصصی شهید رجایی
چکیده
هدف از این مطالعه، شناسایی آسیب‌پذیرترین پایه‌ میانی در یک نمونه پل واقعی، با استفاده از روش تانسوری می‌باشد. به همین منظور، پس از مدل‌سازی پل کردستان- ملاصدرا به‌عنوان یکی از حیاتی‌ترین شریان‌های سیستم حمل‌ونقل شهر تهران، در نرم‌افزار اپنسیس، سیگنال‌های ثبت‌شده توسط حسگر فرضی جابه‌جایی در نقاط کنترلی پل، قبل و پس از رویداد زلزله، تحت اثر اعمال بار محرک سینوسی با فرکانس زاویه‌ای π5، با استفاده از توابع زمان- فرکانس توزیع تداخلی کاهش‌یافته (RID)، در محیط نرم‌افزار متلب پردازش ‌شده است. در ادامه، ماتریس‌های دوبعدی زمان- فرکانس و پلان‌های سه‌بعدی زمان- دامنه- فرکانس برای تمامی پایه‌های میانی بررسی و با محاسبه اختلاف ماتریس‌های زمان- فرکانس قبل و بعد از وقوع آسیب و نرمالیزه کردن پاسخ‌ها، آسیب‌پذیرترین پایه‌ میانی شناسایی‌ شده است. به‌منظور حصول اطمینان از صحت نتایج خروجی، با ایجاد الگوی آسیب در پایه‌ شماره 1 پل بزرگراهی FHW04، پایه‌ آسیب‌دیده براساس روش به‌کاررفته در این پژوهش، با دقت قابل‌قبولی، شناسایی‌ شده است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد، آسیب‌پذیرترین پایه‌ میانی پل کردستان- ملاصدرا براساس سیگنال‌های ثبت‌شده توسط حسگر فرضی جابه‌جایی، پایه میانی شماره 8 با شاخص خرابی 1 می‌باشد. پایه‌های میانی شماره 7، 2 و 6 به ترتیب با شاخص خرابی 548/0، 433/0 و 255/0 در رده‌های بعدی آسیب‌پذیرترین پایه‌ میانی پل کردستان- ملاصدرا قرار دارند.
کلیدواژه‌ها
آسیب لرزه‌ای؛ پل بزرگراهی کردستان-خیابان ملاصدرا؛ توابع توزیع تداخلی کاهش‌یافته؛ حسگر جابجایی؛ روش تانسوری
عنوان مقاله [English]
Seismic Damage Detection in Reinforced Concrete Piers of Kordestan- Mullasadra Bridges (Numerical Study) Using RID Functions and Tensor Method
نویسندگان [English]
Behzad Haseli؛ Omid Kheiri
Researcher Shahid Rajaie Technical Group.
چکیده [English]
The purpose of this study is to identify the most vulnerable pier in a real bridge sample using the tensor method. Therefore, after modeling the Kordestan-Mullasadra Bridge as one of the most vital arteries of the transportation system in Tehran in OpenSees software, the signals recorded by displacement sensor at the control points of the bridge, before and after the earthquake event were subjected to the action of a sine wave load of 5π angular frequency, using RID functions in Matlab software were processed. Then, the 2d matrix of time-frequency and 3d plan of time-amplitude-frequency have been studied for all piers of the bridge. By calculating the difference of the time-frequency matrix before and after damage and normalizing the responses, the most vulnerable pier is identified. In order to ensure the accuracy of the output results, by creating the damage pattern at the pier1 of FHW04 bridge, the damaged pier is detected by acceptive accuracy according to the method used in this study. The results of this study indicate that the most vulnerable pier of Kordestan-Mullasadra Bridge is based on signals recorded by the displacement sensor, the pier number 8 with the failure index 1. Respectively the pier number 7 with the 0.548 failure index, the pier number 2 with the 0.433 failure index and the pier number 6 with the 0.255 failure index are ranked next to the most vulnerable middle pier of Kordestan-Mullasadra street bridge.
کلیدواژه‌ها [English]
Seismicdamage, kordestan-mullasadra bridge, Reduced interference distribution functions, displacement sensor, tensor method

مراجع
[1] Haseli, B., & Nouri, G.H. (2016). “Effect Cross Strike Slip Fault with Bridge on Seismic Response”, Second International Conference on Architecture Civil and Urban development at the beginning of the third millen-nium, Tehran, Iran. [2] Tabarsi, A., & Salgagheh, E. (2015). Comparison of Sensitivity Analysis Techniques in the Diagnosis of Structures. M.Sc Shahid Bahonar University, Kerman, Iran. [3] Tabaei, A., & Daneshju, F. (2016). “Development of COMAC and Damage Index Methods for Damage Detection in the Near of Abutments of Bridges”, Modares Civil Engineering Journal, 15(4), 55-62. [4] Boashash, B. (2015). Time-frequency signal analysis and processing: a comprehensive reference. Academ-ic Press. [5] Bradford, S.C. (2006). Time-Frequency Analysis of Systems with Changing Dynamic Properties. California Institute of TechnologyPasadena, California. [6] Bonato, P., Ceravolo, R., De Stefano, A., & Molinari, F. (2000). “Use of cross-time–frequency estimators for structural identification in non-stationary conditions and under unknown excitation”, Journal of Sound and vibration, 237(5), 775-791. [7] De Stefano, A., Ceravolo, R., & Sabia, D. (2001). “Output only dynamic identification in time-frequency domain”, In Proceedings of the 2001 American Control Conference. 1, 447-452. [8] Melhem, H., & Kim, H. (2003). “Damage detection in concrete by Fourier and wavelet analyses”, Journal of Engineering Mechanics, 129(5), 571-577. [9] Qiao, L. (2009). Structural damage detection using signal-based pattern recognition. Doctoral dissertation, Kansas State University. [10] Galeban, M., & Moradi, Sh. (2012). “Fraction Detection in Beam by Hilbert-Huang transform”, Second International Conference of Acoustic and Vibrations, Sharif University, Tehran, Iran. [11] Niu, J., Zong, Z., & Chu, F. (2015). “Damage identification method of girder bridges based on finite element model updating and modal strain energy”, Science China Technological Sciences, 58(4), 701-711. [12] Tabeshpour, M., & Bakhshi, A. (2008). “Fracture mode and Failure index of concrete structures in earth-quake”, Journal of Modelling in Engineering, 6(15), 59-70. [13] Tabrizian, Z., Beigi, M & Ghodrati Amiri, G. H. (2015). “Detection of damage in metal structures using stat-ic deflection data and genetic algorithm”, Journal of Modelling in Engineering, 13(41), 147-158. [14] Ezoddin, A., Naderpour, H., Kheyroddin, A., & Ghodrati Amiri, G. H. (2014). “Detection of location and the amount of crack in beams using transform”, Journal of Modelling in Engineering, 12(39), 1-11. [15] Daneshjoo, F., & Ahmadi, H. (2011). “System Identification and Damage Detection of Bridge Concrete piers, using Time-Frequency reoresentation and a new Modified Matrix subtraction Method”, Sharif University of Technology, 29(2), 37-48. [16] Daneshjoo, F., & Ahmadi, H. (2010). “The new method 3D tensor to detect seismic damage at the concrete piers of bridges using response signals”, Journal Transformation Engineering, 2(2), 115-126. [17] Ahmadi, H. R., & Daneshjoo, F. (2012). “A harmonic vibration, output only and time-frequency represen-tation based method for damage detection in Concrete piers of complex bridges”, International Journal of Civ-il & Structural Engineering, 2(3), 987-1002. [18] Alhan, C., & Sürmeli, M. (2015). “Necessity and adequacy of near-source factors for not-so-tall fixed-base buildings”, Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 14(1), 13-26. [19] Hosseini, M., & Konarangi, H. (2017). Application of OpenSees Software in modeling and analysis of structures. 4th Edition, Publisher Azadeh, Iran. [20] MATLAB. (2014). Version 7.6. The MathWorks. [21] Daneshjoo, F., & Ahmadi, H. (2014). “Suitable Sensor Identification for detection of damage on concrete piers of bridges using modified improve matrix and tensor methods”, Journal Transformation Engineering, 6(1), 1-20. [22] Road and Railway Bridges Seismic Resistant Design Code, NO:463. (2008). Office of Deputy for Strategic Supervision Bureau of Technical Execution System, Iran. [23] AASHTO. (2012). AASHTO LRFD BRIDGE DESIGN SPECIFICATIONS. American Association or State Highway and Transportation Officials. [24] Ghodrati Amiri, G. H., Zomorodian, S. M. M., Tajik, A. R. (2011). “Assessment of the Effect of Near-Field Grond Motions on Vulnerability of Highway Bridges”, Transporation Research Journal, 8(3), 241-257. [25] Haseli, B., Nouri, G.H., & Homami, P. (2016). Effect of Type of Abutment Modeling on the Seismic Re-sponse of Bridges. M.Sc Kharazmi University, Tehran, Iran. [26] Kim, S. J., & Elnashai, A. S. (2008). “Seismic assessment of RC structures considering vertical ground mo-tion”, Mid-America Earthquake Center CD Release 08-03. [27] Kim, S. J., Holub, C. J., & Elnashai, A. S. (2011). “Analytical assessment of the effect of vertical earth-quake motion on RC bridge piers”, Journal of Structural Engineering, 137(2), 252-260. [28] Abdel-Mohti, A., & Pekcan, G. (2008). “Seismic response of skewed RC box-girder bridges”, Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 7(4), 415-426. [29] http://peer.berkeley.edu/ngawest2/database. [30] Hlawatsch, F., & Boudreaux-Bartels, G. F. (1992). “Linear and quadratic time-frequency signal representa-tions”, IEEE signal processing magazine, 9(2), 21-67. [31] Bradford, S. C. (2007). Time-frequency analysis of systems with changing dynamic properties. Doctoral dissertation, California Institute of Technology. [32] Auger, F., Flandrin, P., Goncalves, P., & Lemoine, O. (2005). “Time-Frequency Toolbox Reference Guide”, Hewston: Rice University, 180. [33] Beskhyroun, S., Oshima, T., Mikami, S., & Tsubota, Y. (2005). “Structural damage identification algorithm based on changes in power spectral density”, Journal of applied mechanics, 8, 73-84. [34] Standard No. 2800 (2014). Iranian code of practice for seismic resistant design of building, 4th Edition, Tehran, Iran.
آمار تعداد مشاهده مقاله: 4,253 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 801

سامانه مدیریت نشریات علمی دانشگاه قم

تشخیص آسیب لرزه‌ای در پایه‌ی بتنی پل بزرگراهی کردستان-خیابان ملاصدرا تهران بصورت عددی به کمک توابع توزیع تداخلی کاهش‌یافته(RID) و روش تانسوری