شناسايي پارامترهاي سازه‌اي تراز جداساز پايه بر اساس روش زيرفضا

Subspace based identification of structural parameters of the base isolation level

يكي از روش‌هاي متداول در كنترل پاسخ لرزه‌اي سازه‌ها استفاده از جداساز لرزه‌اي مي‌باشد. جداسازها با افزايش زمان تناوب سازه، برش پايه و همچنين جابه‌جايي نسبي طبقات را كاهش مي‌دهند. به ‌طور معمول، در اثر عوامل محيطي شديد مانند زلزله و باد تغيير شكل زيادي در تراز جداساز اتفاق مي‌افتد كه اين امر مي‌تواند منجر به وقوع آسيب در جداسازها شود؛ كه در اثر آن احتمال ايجاد جابه‌جايي ماندگار در تراز جداساز و همچنين برخورد سازه با ساختمان‌هاي مجاور وجود دارد. از اين رو براي جلوگيري از وقوع خسارت‌ در ساختمان‌هاي مجهز به جداساز تحت اثر تحريكات شديد زمين، شناسايي آسيب در تراز جداساز از اهميت زيادي برخوردار است. در اين پژوهش، با فرض رفتار خطي سازه اصلي يك روش پيشنهادي بر مبناي زيرفضا براي شناسايي سختي تراز جداساز با تعداد حسگرهاي محدود ارائه مي‌گردد. براي اين منظور با استفاده از تكنيك فشرده‌سازي، سازه مجهز به جداساز با تعداد درجات آزادي زياد به يك سازه دو درجه آزاد تبديل مي‌گردد؛ به ‌طوري كه سختي مرتبط با اولين درجه آزادي در سيستم كاهش يافته متناظر با سختي تراز جداساز در سازه اوليه باشد. سپس با استفاده از پارامترهاي ماركوف شناسايي شده سيستم، سختي سازه كاهش يافته شناسايي مي‌گردد. به ‌منظور ارزيابي و مقايسه عملكرد روش پيشنهادي از مثال‌هاي عددي استفاده مي‌شود. نتايج به ‌دست‌ آمده نشان مي‌دهد كه حتي با وجود اغتشاش در پاسخ‌هاي اندازه‌گيري شده، روش پيشنهادي مقدار آسيب در تراز جداساز را با دقت قابل قبولي شناسايي مي‌نمايد.

One of the common methods in controlling the seismic response of structures is the use of seismic isolators. Base isolations reduce the base shear as well as the relative displacement of the floors by increasing the period of the structure. Typically, extreme deformation of the base isolation level occurs due to severe environmental factors, which can lead to damage to the base isolations; As a result, there is a possibility of permanent deformation in the base isolation and also the collision of the structure with adjacent buildings. Therefore, to prevent damage to buildings equipped with base isolations due to severe ground motions, it is important to identify damage at the base isolations. In this study, assuming the linear behavior of the main structure, a proposed subspace-based method for identifying the stiffness of the base isolation with a limited number of sensors is presented. For this purpose, using the compression technique, the structure equipped with a separator with a large number of degrees of freedom (DOFs) is transformed into a two DOF structure; So that the stiffness associated with the first DOF in the reduced system corresponds to the stiffness of the Base isolation level in the original structure. Then, using the identified Markov parameters of the system, the reduced structural stiffness is identified. Numerical examples are used to evaluate and compare the performance of the proposed method. The results show that even in the presence of noises in the measured responses, the proposed method detects the amount of damage at the base isolation level with acceptable accuracy.