Διερεύνηση της κατάστασης και συμπεριφοράς πλωτού κυματοθραύστη αξιοποιώντας καταγραφές από σύστημα αισθητήρων:
Creators: name: Θεοδωρίδης, Λάζαρος Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2014
Subjects: Παρακολούθηση κατάστασης κατασκευής
Θαλάσσιες κατασκευές
Πλωτός κυματοθραύστης
Structural health monitoring
Marine structures
Floating breakwater

description: Με ένα μεγάλο ποσοστό των θαλάσσιων κατασκευών ανά τον κόσμο να πλησιάζουν ή και να ξεπερνούν τον χρόνο ζωής για τον οποίο σχεδιάστηκαν, η παρακολούθηση της συμπεριφοράς τους μέσω συστημάτων Structural Health Monitoring (SHM) γίνεται ζωτικής σημασίας. Βάση αυτής της παρακολούθησης, είναι δυνατός ο προσδιορισμός της κατάστασης της «υγείας» της κατασκευής (π.χ. εύρεση πιθανών αστοχιών) και κατ’ επέκταση η βελτίωση των διαδικασιών συντήρησης της υπό παρακολούθησης κατασκευής. Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ευθυγραμμισμένο με το εν λόγω γνωστικό πεδίο, το οποίο παρουσιάζει έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον και αφορά στην αξιοποίηση των καταγραφών ενός συστήματος SHM που είναι εγκατεστημένο στον πλωτό κυματοθραύστη του λιμανιού του Ν. Μαρμαρά Χαλκιδικής, ώστε να διερευνηθεί και να αναγνωριστεί η κατάσταση και η συμπεριφορά, υπό τη δράση των εξωτερικών κυματικών φορτίσεων, της κατασκευής αυτής. Πιο συγκεκριμένα, και λαμβάνοντας υπόψη ότι κατά τη διάρκεια παρακολούθησης της εξεταζόμενης κατασκευής με το σύστημα SHM έλαβε χώρα αστοχία των συνδέσμων μεταξύ δύο πλωτήρων που τη συνθέτουν, οι στόχοι της διπλωματικής είναι οι εξής: (α) Διερεύνηση/προσδιορισμός της κατάστασης της εξεταζόμενης κατασκευής πριν από την εμφάνιση αστοχιών («αρχική» κατάσταση της κατασκευής), χρησιμοποιώντας κατάλληλα στατιστικά μεγέθη που αντιπροσωπεύουν την κατάσταση αυτή και (β) Διερεύνηση της επίδρασης της αστοχίας των συνδέσμων στα στατιστικά μεγέθη προσδιορισμού/περιγραφής της «αρχικής» κατάστασης της κατασκευής. Για την υλοποίηση όλων των παραπάνω υπολογίστηκαν και σχεδιάστηκαν συντελεστές συσχέτισης μεταξύ τόσο των φυσικών παραμέτρων που καταγράφει το σύστημα SHM (τάσεις των αλυσίδων αγκύρωσης), όσο και μεγεθών παράγωγων από αυτές (σημαντικό ύψος κύματος). Βάση της μορφής των συντελεστών αυτών για την κάθε εξεταζόμενη περίοδο της κατάστασης της κατασκευής (πριν και μετά από την εμφάνιση αστοχιών των συνδέσμων) εξήχθησαν συμπεράσματα σχετικά με τη θέση των αλυσίδων αγκύρωσης της κατασκευής, καθώς και συμπεράσματα σχετικά με τη λειτουργία και την απόκριση της κατασκευής υπό την επίδραση κυματισμών διαφορετικής διεύθυνσης και διαφορετικών χαρακτηριστικών.
description: A large percentage of marine structures operating today around the world are reaching or have already exceeded their design life. Consequently, the monitoring of their performance through the application of Structural Health Monitoring (SHM) systems has become an issue of critical importance. A direct result of the monitoring process is the identification of the status of the structure, including damage identification and detection and therefore, the improvement of the structure’s maintenance procedures. The objective of the present thesis lies within this research field (SHM of marine structures), that attracts nowadays a great scientific interest. More specifically, in the present thesis, the measurements of a SHM system installed on the floating breakwater of the port of N. Marmaras, Chalkidiki are utilised in order to investigate and assess the status of this structure, as well as it behaviour under the wave action. Considering that during the monitoring of the aforementioned structure with the SHM system, the connectors between two modules composing the breakwater failed, the objectives of the present thesis are: (a) Investigation/assessment of the status of the examined structure before the occurrence of the connectors’ failure (“initial” status of the structure) and using appropriate statistical parameters that represent the aforementioned status of the structure and (b) Investigation of the effect of the connectors’ failure on the statistical parameters that define/describe the “initial” status of the structure. To achieve all of the above, the correlation coefficients between quantities measured by the SHM system (mooring lines’ tensions), and between quantities measured by the SHM system and quantities directly derived from them (significant wave height) are calculated and plotted. Based on the pattern and variation of the aforementioned correlation coefficients for each of the examined periods of the structure’s status (before and after the connectors’ failure), conclusions are drawn with regard to: (a) the position of the mooring lines, as well as (b) the performance of the structure under the action of waves of different directions and of different characteristics.