شناسايي مودال سد بتني قوسي با استفاده از روش تركيبي تجزيه دامنه فركانس و تبديل موجك

Modal Identification of an Arch Dam Using Combined Frequency Domain Decomposition and Wavelet Transform Method

شناسايي سيستم يكي از مهم­ترين و مؤثرترين روش­ها براي بررسي رفتار سازه در دوره بهره­ برداري و نيز تشخيص مشكلات احتمالي پيش آمده در سازه مي­باشد. روش­هاي متعددي در زمينه شناسايي مودال سيستم­هاي سازه­اي مورد استفاده قرار مي­گيرند كه هر كدام مزايا و معايبي را در استخراج پارامترهاي مودال (فركانس­هاي طبيعي و ضرايب ميرايي) دارا هستند. در اين مقاله از تركيب روش­هاي تجزيه حوزه فركانس (FDD) و تبديل موجك (WT) به منظور استفاده از مزاياي هر كدام و رفع كاستي­هاي تك تك آن­ها در جهت برآورد مشخصات ديناميكي استفاده شده است. براي استخراج فركانس­هاي طبيعي از روش تجزيه حوزه فركانس استفاده شده است كه از دقت بسيار بالايي در برآورد فركانس­ها برخوردار است. در اين روش، با تجزيه ماتريس چگالي طيف توان خروجي، مقادير تكين محاسبه شده و فركانس­هاي طبيعي به دست مي­آيند. روش تجزيه دامنه فركانس هرچند دقت خيلي مناسبي در براورد مقادير فركانس­هاي طبيعي دارد، اما در محاسبه ميرايي از دقت مناسب برخوردار نيست. در اين مقاله، به منظور رفع اين نارسايي از تبديل موجك در محاسبه ضرايب ميرايي استفاده شده است. با استفاده از تبديل موجك و تجزيه سيگنال­هاي ثبت شده به سيگنال­هاي تك فركانسي شامل فركانس­هاي طبيعي، ضرايب ميرايي با دقت بالايي محاسبه شده است. به عنوان مطالعه موردي سد كارون 3 كه يكي از بزرگ­ترين سدهاي دو قوسي كشور مي­باشد به علت اهميت آن و دارا بودن اطلاعات شتاب نگاري مناسب روي بدنه آن، انتخاب شده است

Operational modal analysis is used to extract the modal parameters of the system based on the responses of the system. Due to the complexity of dam-foundation-reservoir system, accurate measurement of the input excitation to the dam body in not possible. Therefore, in the operational modal analysis methods, the dynamic properties of the system are identified only based on the responses of the system [1]. In classical system identification methods, the structure vibrates due to an external force which may cause it to be out of operation during tests. In addition, the forced vibration tests put the structure in danger of possible damage [2]. Utilizing of ambient vibrations to obtain modal parameters of the system is one of the most important advantages of the operational modal analysis in comparison with classical methods. Low amplitude and low signal to noise ratio of ambient vibration can cause inaccuracy and uncertainty in the identified modal characteristics therefore several signal processing methods should be used to increase the accuracy of the results.