Farklı tipteki yapıların yapısal sağlık takibinde (structural health monitoring) kullanılacak sensörlerin sayısının ve lokasyonunun optimize edilmesi
Optimizing the quantity and location of sensors which will be used in structural health monitoring of different type of structures
Yazar: NURULLAH TOPKARAOĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MÜSLÜM KILINÇ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Günümüzde inşa edilen yapılar trafik yükü, deprem, rüzgar ve yapıda oluşabilecek olan hasarlar neticesinde çeşitli iç ve dış kuvvetlerin etkisine maruz kalmaktadır. Yapılar inşa edilme aşamasında çeşitli statik analizler yapılmakta ve bu sonuçlara göre dizayn edilerek inşa edilmektedirler. Ancak yapı inşa edildikten sonra çeşitli kuvvetlerin etkisi altında iken dizayn edildiği şekle uygun davranıp davranmadığının incelenmesi ve yapılan tespitlere göre mühendislik müdahalelerinin yapılması önem arz etmektedir. İnşa edilen yapıların yapısal durumunun izlenmesi, hasar varsa tespitinin yapılması ve gerekli müdahalelerin araştırılması gibi konuları kapsayan disipline Yapısal Sağlık Takibi (Structural Health Monitoring – SHM) adı verilmektedir. Yapısal Sağlık Takibi için köprü, stadyum veya konferans çatıları, sanayi yapıları, betonarme binalar ve tarihi binalar çeşitli sensörler (ivmeölçerler, gerilimölçer vb.) yardımıyla periyodik olarak incelenmekte ve elde edilen verilere göre modal parametrelere ulaşılabilmektedir. Bu parametrelerin doğru olarak hesaplanması yapılara yerleştirilecek olan sensörlerin sayısına ve konumlarına bağlıdır. Eksik yerleştirilen veya doğru noktaya yerleştirilmeyen sensörler olması durumunda bazı frekans ve modlar elde edilemeyebilir ve yapı dinamik modeli doğru oluşturulamayabilir. Farklı tipteki yapılar için en uygun dinamik analizin yapılmasında kullanılacak verileri elde etmek için sensörlerin yerleşimini tayin edecek olan algoritmanın belirlenmesi önem arz etmektedir. Bu yöntem kullanılarak yapıya yerleştirilecek sensörler yardımıyla yapılacak analizler neticesinde binaların hasar durumu, statik açıdan hangi seviyede olduğu tespit edilebilecek ve yapıya yapılması gerekli müdahalelere karar verilmesine yardımcı olunacaktır.

Anahtar Kelimeler: Sonlu Elemanlar Metodu, Yapı Dinamiği, Yapısal Sağlık Takibi

Abstract:
In todays' world buildings are exposed to various internal and external forces due to traffic loads, earthquakes, winds and damages in the structure. During the construction phase, various statical analyzes are made and buildings are designed and built according to these results. After a structure has been constructed and while it is exposed to various loads, it is important to make investigations whether the structure behaves like the way it was designed and moreover to carry out engineering interventions according to the results. Structural Health Monitoring (SHM) is a discipline that covers topics such as monitoring the structural state of constructed structures, detecting damage if any, and investigating the necessary interventions. In SHM bridges, stadium or conference roofs, industrial buildings, reinforced concrete buildings and historical buildings are observed periodically by sensors (accelerometers, strain gauges etc.) and modal parameters are obtained. Accurate calculation of these parameters depends on the quantity and location of the sensors to be installed. In case of missing sensors or sensors that are not located at the correct point, some frequencies and modes may not be obtained and correct dynamic model of the structure can not be formed. To make precise dynamic analysis for different types of structures the location of the sensors will be obtained by an algorithm. By this method correct sensor locations are obtained and after analyzes performed one can be able to determine the static condition or damage status of the buildings and it will help to decide any engineering interventions.

Keywords: Finite Element Method, Structural Dynamics, Structural Health Monitoring