عنوان

شناسایی سیستم یک سد بتنی قوسی و کالیبراسیون مدل المان محدود آن با تأکید بر حرکت غیریکنواخت زمین

Number

‭۹۱۸۸پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

شناسایی سیستم یک سد بتنی قوسی و کالیبراسیون مدل المان محدود آن با تأکید بر حرکت غیریکنواخت زمین

First Statement of Responsibility

/مجید دامادی‌پور

Name of Publisher, Distributor, etc.

: دانشکده فنی مهندسی عمران

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۸۶‬ص‬

Text of Note

چاپی

Text of Note

بصورت زیرنویس

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

رشته مهندسی عمران- سازه‌های هیدرولیکی

Date of degree

‮‭۱۳۹۱/۰۶/۲۵‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

از مهم‌ترین کاربردهای شناسایی سیستم در سازه‌های عمرانی، تعیین مقادیر فرکانس‌ها، اشکال مودی و ضرایب میرایی در حین بهره‌برداری است که نتایج بدست آمده، منجر به شناخت بهتر سیستم و اصلاح مدل عددی) کالیبراسیون (می‌گردد .برای کالیبره کردن مدل المان محدود سازه‌ها، باید از نتایج شناسایی بدست آمده از داده‌های تاریخچه زمانی ثبت شده در بدنه سازه استفاده کرد .این سری‌های زمانی می‌توانند ناشی از ارتعاشات محیطی یا آزمایشات ارتعاش اجباری و آزاد باشند .در تحقیق حاضر، سد قوسی پاکویما که دارای داده‌ها و اطلاعات لرزه‌ای دقیق و گسترده‌ای می‌باشد به عنوان مناسب‌ترین گزینه برای انجام عمل شناسایی و کالیبراسیون انتخاب شده و برای شناسایی سیستم سد- پی و مخزن نیز، از تلفیق دو روش پیشرفته تجزیه حوزه فرکانس ‮‭FDD (Frequency Domain Decomposition)‬ و تبدیل موجک از نوع موجک مورلت اصلاح شده ‮‭(Modified Morlet Wavelet)‬ استفاده شده است .ادغام این دو روش به منظور اصلاح و رفع معایب موجود در آن‌ها و بهره‌گیری از قابلیت‌های منحصر به فرد این روش‌هاست .روش ‮‭FDD‬ به دلیل شناسایی در حوزه فرکانس، قادر به برآورد دقیق فرکانس‌های طبیعی و البته اشکال مودی سازه‌هاست .از طرف دیگر، روش ‮‭WT‬ که یکی از روش‌های مناسب در حوزه زمان- فرکانس است، قادر به تجزیه سیگنال‌ها در فرکانس‌های مختلف می‌باشد از این رو یکی از روش‌های قدرتمند در تعیین ضرایب میرایی است .در حقیقت، روش‮‭FDD‬ ، مقادیر میرایی سیستم را با استفاده از طیف توان پاسخ ها که مبتنی بر تبدیل فوریه سیگنال‌های اورجینال می‌باشد، برآورد می‌کند همین امر منجر به ایجاد خطا در تخمین ضرایب میرایی می‌گردد چرا که میزان نشت در طیف فوریه سیگنال‌های اصلی یا اورجینال بالاست .بنابراین، برای جبران این مشکل و کاهش خطای مقادیر میرایی در تکنیک نیم‌توان، سیگنال‌های تک فرکانسی بدست آمده از تبدیل موجک، در محاسبه طیف توان پاسخ‌ها، بکار رفته است .همچنین در این پایان‌نامه، به منظور کاربرد تکنیک کاهش لگاریتمی در برآورد مقادیر میرایی مربوط به پاسخ‌های بدست آمده از ارتعاشات محیطی) همچون زلزله(، از یک فرمول‌بندی جدید تبدیل موجک که مبتنی بر توابع همبستگی پاسخ‌ها می‌باشد، استفاده شده است .ادغام هدفمند دو روش پیشرفته فوق‌الذکر، منجر به پیدایش روشی قدرتمند در زمینه شناسایی سیستم، موسوم به ‮‭FDD Wavelet‬ گردید .پارامترهای مودال بدست آمده از روش‮‭FDD Wavelet‬ ، جهت کالیبراسیون مدل المان محدود سیستم سد قوسی پاکویما مورد استفاده قرار گرفت .به این ترتیب که از مقدار میرایی شناسایی شده به طور مستقیم در مدل المان محدود سد و از فرکانس‌های طبیعی استخراجی نیز به منظور کنترل فرایند کالیبراسیون استفاده شده است .نتایج تحلیل دینامیکی بدست آمده از مدل کالیبره شده، تطابق خوبی با پاسخ‌های واقعی سد بتنی پاکویما، تحت زلزله ‮‭۱۹۹۴‬ نورتریج نشان می‌دهد .به منظور عمل کالیبراسیون، از مقدار میرایی ‮‭۶۵/۲‬ درصدی بدست آمده از شناسایی سیستم، همراه با افزایش ‮‭۳‬ درصدی مدول الاستیسیته سنگ و بتن، استفاده شده است که منجر به دستیابی به نتایج مناسب و قابل قبولی گشته است .تنش کششی ماکزیمم بدست آمده از تحلیل دینامیکی غیر یکنواخت سد، حدود ‮‭۲۰‬ مگاپاسکال در ناحیه تراست بلوک واقع در جناح چپ تکیه‌گاه سد می‌باشد که بسیار بزرگ بوده و چشمگیر است .این تنش بزرگ، نشان دهنده این است که ناحیه فوق‌الذکر مستعد بروز خرابی و آسیب در طی زلزله‌های بزرگی همچون نورتریج می‌باشد .برای انجام عمل کالیبراسیون و تحلیل دینامیکی سد، از برنامه‮‭۳D ۲۰۰۸- EACD‬، که یک برنامه تخصصی برای سدهای بتنی است، استفاده شده است .این برنامه از فرض رفتار خطی مصالح برای مدلسازی و تحلیل‌های دینامیکی استفاده می‌کند، از این رو پاسخ‌های بدست آمده از آن، مانند تنش کششی ماکزیمم ‮‭۲۰‬ مگاپاسکال، دست بالا می‌باشد

Text of Note

3D 2008 programme is used for the calibration operation and dynamic analysis of dam, it is a specialized program for dynamic analysis of concrete dams. The program assumes a linear behavior for materials used in modeling and dynamic analysis; hence the obtained responses such as the maximum tensile stress of 20 MPa, are somewhat overestimated -mentioned region is Prone for failure and injury during large earthquakes such as the Northridge. EACD-uniform dynamic analysis of the dam, is about 20 MPa in the trust block, which is located on the dam left abutment. This large stress is indicating that the above-Wavelet method was used for calibration of the finite element model of Pacoima arch dam system. Thus the detected damping values are used directly in the finite element model of the dam and the extracted natural frequencies are used to control the calibration process. The results of Dynamic Analysis obtained from the calibrated model show a good matching with the actual situation of Pacoima concrete dam under the 1994 Northridge earthquake. The average damping (2.65 ) obtained from the system identification with 3 increase of rock and concrete elastic modulus is used for the calibration operation which has been led to achieve the reasonable and good results. Maximum tensile stress obtained from a non-frequency domain, hence it is able to decompose the signals at different frequencies and determination of damping coefficients. In fact, FDD method estimates the system damping values by using the responses power spectrum that is based on Fourier transform of original signals. This leads to appearance the error in estimation of damping values; because the leakage rate is high in Fourier spectrum of original signals. Therefore, single frequency signals obtained from WT are used in calculation of responses power spectrum, in order to the problem compensation and decrease of damping error. In this thesis, a new formulation of WT is used in order to usage of the logarithmic decrement technique in estimation of damping values related to the responses obtained from ambient vibrations (such as earthquake). The targeted integration of two advanced methods mentioned above led to the appearance of a powerful method in identification field, is called FDD Wavelet. Modal parameters obtained from FDD- foundation and reservoir system. Integration of these two methods in order to correct the defects in them and take advantage of the unique capabilities of these methods. FDD method as one of the frequency domain methods, is able to estimate the natural frequencies and modal shapes of structures, accurately. On the other hands WT method is one of the suitable methods in time-The most important applications of system identification in civil engineering structures is determination of the natural frequencies, modal shapes and damping coefficients values during operation which the obtained results is leading to better understanding and correction of system numerical model (calibration). The identification results obtained from the recorded time history data in structures body is used for calibration of finite element models of structures. The time series can be due environmental vibrations or forced and free vibration tests. In present research, Pacoima arch dam with detailed seismic data is selected as the best option for the calibration operation and also, combination of two advanced method of Frequency domain decomposition and wavelet transform (modified morlet wavelet) is used for identification of the dam

دامادی‌پور، مجید

تاری‌نژاد، رضا، استاد راهنما

مرادلو، امیر جواد، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی