GR20190100049A - Μετρητικο-καταγραφικο οργανο επιταχυνσεων για παρακολουθηση δομικης ακεραιοτητας κατασκευων πολιτικου μηχανικου - Google Patents
Μετρητικο-καταγραφικο οργανο επιταχυνσεων για παρακολουθηση δομικης ακεραιοτητας κατασκευων πολιτικου μηχανικου Download PDFInfo
- Publication number
- GR20190100049A GR20190100049A GR20190100049A GR20190100049A GR20190100049A GR 20190100049 A GR20190100049 A GR 20190100049A GR 20190100049 A GR20190100049 A GR 20190100049A GR 20190100049 A GR20190100049 A GR 20190100049A GR 20190100049 A GR20190100049 A GR 20190100049A
- Authority
- GR
- Greece
- Prior art keywords
- seismic
- building
- acceleration
- instrument
- measuring
- Prior art date
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000009435 building construction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000007115 recruitment Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/01—Measuring or predicting earthquakes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
- G01V1/18—Receiving elements, e.g. seismometer, geophone or torque detectors, for localised single point measurements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
- G01M5/0066—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by exciting or detecting vibration or acceleration
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P1/00—Details of instruments
- G01P1/12—Recording devices
- G01P1/127—Recording devices for acceleration values
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/24—Recording seismic data
- G01V1/247—Digital recording of seismic data, e.g. in acquisition units or nodes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
- G01V1/30—Analysis
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Μετρητικό - καταγραφικό όργανο επιταχύνσεων το οποίο ταυτόχρονα πραγματοποιεί αυτόματα την σεισμική αποτίμηση των κτιριακών κατασκευών . Το κύριο πεδίο εφαρμογής του περιγραφόμενου οργάνου είναι οι κτιριακές κατασκευές πολιτικού μηχανικού. Είναι κατασκευασμένο κάνοντας χρήση χαμηλού κόστους αισθητήρα (1) και μονάδας ελέγχου (2) (μικροελεγκτές χαμηλού επιπέδου). Συνδυάζοντας κατάλληλο χρόνο τοποθέτησης του αισθητήρα (1) αλλά και κατάλληλη αυτόματη επεξεργασία των δεδομένων μπορούν να προκύψουν με ακρίβεια τα δυναμικά χαρακτηριστικά των κατασκευών (ιδιοσυχνότητες). Στη συνέχεια η σεισμική αποτίμηση εξάγεται εφαρμόζοντας τις οδηγίες των σύγχρονων αντισεισμικών κανονισμών προσδιορίζοντας δηλαδή το σημείο επιτελεστικότητας για τη στοχευόμενη μετακίνηση του σεισμού σχεδιασμού. Για να προκύψει το αποτέλεσμα γίνεται χρήση των μετρούμενων ιδιοσυχνοτήτων-ιδιοπεριόδων του κτιρίου, των τυπικών καμπυλών Push Over για κάθε κατηγορία κτιρίου οι οποίες βρίσκονται παραμετροποιημένες στην μνήμη του οργάνου και των δεδομένων εισόδου μέσω των οποίων καθορίζεται η κατηγορία στην οποία ανήκει το υπό μέτρηση κτίριο. Οι τυπικές αυτές καμπύλες διορθώνονται αυτόματα ώστε να συμφωνούν με τα αποτελέσματα των μετρήσεων.
Description
ΜΕΤΡΗΤΙΚΟ - ΚΑΤΑΓΡΑΦΙΚΟ ΟΡΓΑΝΟ ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΕΩΝ
ΓΙΑ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΔΟΜΙΚΗΣ ΑΚΕΡΑΙΟΤΗΤΑΣ
ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΠΟΛΙΤΙΚΟΥ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ
Πεδίο της εφεύρεσης
Η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται σε μετρητικό - καταγραφικό όργανο επιταχύνσεων το οποίο πραγματοποιεί αυτόματα τη σεισμική αποτίμηση των κτιριακών κατασκευών. Το κύριο πεδίο εφαρμογής του περιγραφόμενου οργάνου είναι οι κτιριακές κατασκευές πολιτικού μηχανικού. Η περιγραφή περιλαμβάνει τη φυσική υλοποίηση του οργάνου μαζί με την τοπογραφία του ενσωματωμένου ηλεκτρονικού κυκλώματος, τον προγραμματισμό για την ορθή λειτουργία του, τη μέθοδο τοποθέτησης καθώς και την αυτοματοποιημένη μεθοδολογία που ακολουθείται για την σεισμική αποτίμηση των κτιριακών κατασκευών.
Υπόβαθρο της εφεύρεσης
Υπάρχουν πολυάριθμες διατάξεις μέτρησης και καταγραφής επιταχύνσεων. Ενδεικτικά αναφέρονται τα επιταχυνσιόμετρα εξισορρόπησης δύναμης (force balance accelerometers) σε συνδυασμό με καταγραφικά συστήματα (data loggers). Υπάρχουν επίσης μικρότερου μεγέθους και χαμηλότερης ακρίβειας επιταχυνσιόμετρα (πχ τύπου MEMS) ενσωματωμένα σε τσιπ τα οποία στη συνέχεια ενσωματώνονται στις κατάλληλες ηλεκτρονικές πλακέτες αναλόγως της εφαρμογής. Αξιόλογοι επιταχυνσιογράφοι χρησιμοποιούνται για την καταγραφή της σεισμικής δραστηριότητας με χαρακτηριστικό το σχετικά υψηλό κόστος. Στην υφιστάμενη όμως μεθοδολογία, η σεισμική αποτίμηση των κτιριακών κατασκευών γίνεται κατά κανόνα αφού πραγματοποιηθούν στατικές επιλύσεις και ενδεχομένως ληφθούν υπόψη τα αποτελέσματα των μετρήσεων όσον αφορά την ακρίβεια των παραδοχών και υπολογισμών. Με αυτόν τον τρόπο όμως απαιτείται η επιστράτευση εξειδικευμένων μηχανικών για αρκετές ώρες γεγονός που αυξάνει το κόστος. Η άλλη εναλλακτική είναι οι μέθοδοι οπτικού ελέγχου οι οποίες όμως υστερούν από πλευράς ακρίβειας και αριθμού μετρούμενων αποτελεσμάτων. Στην περίπτωση ελλιπούς αριθμού αποτελεσμάτων μετρήσεων υπάρχει το ενδεχόμενο να παραλειφθούν υπάρχουσες αφανείς βλάβες ή να γίνει υιοθέτηση εσφαλμένων παραδοχών.
Γενική περιγραφή της εφεύρεσης
Το σύστημα που παρουσιάζεται εισάγει μια νέα έννοια, αυτή του αυτόματου προσεισμικού ελέγχου:
Ως αυτόματος προσεισμικός έλεγχος νοείται η μέθοδος που μπορεί να έχει τη μεγαλύτερη τεχνική και επιστημονική ακρίβεια στην εκτίμηση της σεισμικής συμπεριφοράς ενός δομήματος δεδομένης της απουσίας δημιουργίας υπολογιστικού προσομοιώματος από ανθρώπινο χρήστη και εκτέλεσης ιδιαίτερων υπολογισμών για κάθε διαφορετική περίπτωση. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί συνδυάζοντας αφενός την τεχνική γνώση και τα αποτελέσματα σύγχρονων υπολογιστικών εργαλείων (στατικές υπερωθητικές μη γραμμικές αναλύσεις Pushover analysis) για την κατηγοριοποίηση της συμπεριφοράς των κατασκευών με βάση κοινά χαρακτηριστικά και αφετέρου τα αποτελέσματα μετρήσεων από αισθητήρες οι οποίοι είναι τοποθετημένοι προσωρινά ή μόνιμα στις κατασκευές.
Η ανάπτυξη του περιγραφόμενου οργάνου έγινε έχοντας ως απώτερο στόχο τη μείωση του κόστους και τη δυνατότητα ευρείας εφαρμογής του στη μέτρηση της απόκρισης των κατασκευών σε πολύ μικρή έως μέτρια διέγερση (σεισμική ή άλλη). Αυτό επιτυγχάνεται κάνοντας χρήση χαμηλού κόστους αισθητήρα και μικροελεγκτών χαμηλού επιπέδου. Έτσι, προκύπτει ένα αυτόνομο όργανο ελάχιστου όγκου. Το όργανο τοποθετείται στην κορυφή του κτιρίου (πχ τελευταία σημαντικών διαστάσεων πλάκα σκυροδέματος). Συνδυάζοντας ικανό χρόνο τοποθέτησης με κατάλληλη μέθοδο επεξεργασίας των δεδομένων των μικροδονήσεων μπορούν να προκόψουν με ακρίβεια τα δυναμικά χαρακτηριστικά των κατασκευών. Σε δεύτερη φάση και αφού έχουν εισαχθεί στη μνήμη του οργάνου τα βασικά χαρακτηριστικά της κτιριακής κατασκευής όπως υλικό κατασκευής φέροντος οργανισμού, ύψος/όροφοι, παλαιότητα/αντισεισμικός κανονισμός κατασκευής, κανονικότητα ή μη σε κάτοψη και καθ’ ύψος, ύπαρξη μαλακών ορόφων/πυλωτής κ.α., εξάγεται αυτόματα η σεισμική αποτίμηση της συγκεκριμένης κτιριακής κατασκευής με την έννοια της υπέρβασης ή μη της στάθμης επιτελεστικότητας για την μετακίνηση-στόχο όπως ορίζουν οι σύγχρονοι αντισεισμικοί κανονισμοί (π.χ. ο αμερικάνικος FEMA 356 ή ο ελληνικός ΚΑΝΕΠΕ (αρ. 5.7.4.2)). Με άλλα λόγια το σύστημα μέσω των μετρήσεων και των δεδομένων δημιουργεί ένα απλοποιημένο μοντέλο της κατασκευής στη μνήμη του. Στη συνέχεια δίνει τα αποτελέσματα, δηλαδή το σημείο επιτελεστικότητας, το οποίο καθορίζει το επίπεδο των πιθανών βλαβών, είτε κάνοντας μη γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας για δεδομένη υποθετική σεισμική διέγερση είτε απευθείας με χρήση των μεθόδων που αναφέρονται παραπάνω και χρήση κατάλληλου φάσματος σεισμικής ζήτησης (seismic demand).
Προκειμένου να ληφθεί το ανωτέρω αποτέλεσμα, χρησιμοποιούνται τυπικές καμπύλες Pushover οι οποίες είναι προφορτωμένες στη μνήμη του οργάνου και οι οποίες έχουν προκόψει από την βιβλιογραφία ή κατάλληλες μη γραμμικές στατικές αναλύσεις σύμφωνα με την τυπολογία των κτιρίων όπου θα τοποθετηθεί η μονάδα. Μέσω της εφαρμογής ή μέσω κατάλληλου αρχείου στην αφαιρούμενη κάρτα μνήμης του οργάνου εισάγονται, ως αναφέρθηκε παραπάνω, τα χαρακτηριστικά του μετρούμενου κτιρίου τα οποία το κατατάσσουν σε κάποια από τις τυπικές κατηγορίες. Η μονάδα έχει δυνατότητα σύνδεσης τοπικά μέσω wifi, Bluetooth ή άλλου πρωτοκόλλου με το κινητό τηλέφωνο του χρήστη μέσω κατάλληλης εφαρμογής (Αρρ) από όπου ο χρήστης μπορεί να εισάγει δεδομένα και να παρεμβαίνει στην διαδικασία.
Περιγραφή διατάξεως σε συνδυασμό με τα σχήματα
Στο Σχήμα 1 παρουσιάζεται το μετρητικό καταγραφικό όργανο το οποίο αποτελείται από τις εξής δομές: Σύστημα ψηφιοποιητή-αισθητήρα επιταχύνσεων (1), σύστημα ελέγχου αποτελούμενο από ζεύγος μικροελεγκτών (MCUs) (2), μονάδα Δικτύου (3) για την αποστολή των δεδομένων, μονάδα εξωτερικής μνήμης (microSD Card Reader) (4) και μονάδα συγχρονισμού (5). Χαρακτηριστικό του παρουσιαζόμενου οργάνου αποτελεί το γεγονός της ταυτόχρονης κατά σταθερά χρονικά διαστήματα μέτρησης και καταγραφής στην κάρτα μνήμης (4) των μετρήσεων ή αποστολής αυτών μέσω πρωτοκόλλου TCP/IP που υλοποιείται μέσω κατάλληλων μονάδων δικτύου (Ethernet ή Wifi) (3), σειριακού ή άλλου. Προκειμένου να επιτευχθεί η απρόσκοπτη μέτρηση σε προκαθορισμένους χρόνους (π.χ ανά 5 χιλιοστά του δευτερολέπτου) δεδομένης της τυχαίας χρονοκαθυστέρησης που προκύπτει από την εφαρμογή των TCP/IP πρωτοκόλλων ή της μεγάλης ανά διαστήματα καθυστέρησης της εγγραφής σε κάρτα μνήμης (4) χρησιμοποιούνται δύο κύριοι μικροελεγκτές (2) με επαρκή μνήμη (buffer). Ο πρώτος μικροελεγκτής (2) αναλαμβάνει την επικοινωνία με το σύστημα ψηφιοποιητή-αισθητήρα επιταχύνσεων (1) (μέσω σειριακού πρωτοκόλλου) και την ταχεία μεταφορά στην μνήμη του δεύτερου μικροελεγκτή (2), ο οποίος αναλαμβάνει την διαδικασία εγγραφής στην κάρτα μνήμης (4) ή/και την αποστολή των δεδομένων μέσω του κατάλληλου πρωτοκόλλου επικοινωνίας. Με κατάλληλο προγραμματισμό και επιλογή της μνήμης (buffer) των μικροελεγκτών (2) επιτυγχάνεται η απρόσκοπτη συλλογή μετρήσεων σε σαφώς ορισμένα χρονικά διαστήματα χωρίς πρόβλημα. Η διασύνδεση των δύο μικροελεγκτών (2) με το σύστημα ψηφιοποιητή-αισθητήρα (1), τις μονάδες δικτύου (3), την κάρτα μνήμης (4), τη μονάδα συγχρονισμού (5) (GPS ή σύνδεση με RF ή ενσύρματη με άλλο σύστημα μικροελεγκτή που αναλαμβάνει των συγχρονισμό των οργάνων) σε περίπτωση ταυτόχρονης χρήσης πολλαπλών οργάνων, καθώς και των υπολοίπων μερών, πραγματοποιείται μέσω συγκεκριμένης τοπογραφίας ηλεκτρονικού κυκλώματος που φαίνεται στο Σχήμα 2. Η σύνδεση του συστήματος ψηφιοποιητή-αισθητήρα (1) με την υπόλοιπη διάταξη πραγματοποιείται μέσω ξεχωριστής καλωδίωσης γεγονός που επιτρέπει την ενσωμάτωση διαφόρων τύπων αισθητήρων στο όργανο και προσδίδει ευχέρεια στην τοποθέτηση καθώς και ελαχιστοποίηση του μηχανικού θορύβου λόγω του τρόπου τοποθέτησης. Το σύστημα ψηφιοποιητή-αισθητήρα (1) αποτελείται από ένα αισθητήρα επιταχύνσεων (μέτρηση σε 1 έως 3 διαστάσεις), αναλογικά φίλτρα (anti-aliasing), αισθητήρα θερμοκρασίας, ενισχυτή αναλογικού σήματος, μετατροπέα αναλογικού σήματος σε ψηφιακό και μονάδα ελέγχου.
Η τοποθέτηση του συστήματος ψηφιοποιητή-αισθητήρα (1) πραγματοποιείται με τις παρακάτω ενέργειες: καθαρισμός της επιφάνειας τοποθέτησης, επάλειψη μεταλλικού πλακιδίου με ρητινούχα κόλλα , τοποθέτηση πλακιδίου στην επιφάνεια (πχ πλάκα από σκυρόδεμα) με συγκόλληση, τοποθέτηση μαγνήτη με σωστό προσανατολισμό στον οποίο είναι κολλημένος ο αισθητήρας επιταχύνσεων (1).
Με εισαγωγή κατάλληλου αρχείου των χαρακτηριστικών της κατασκευής στην αφαιρούμενη κάρτα μνήμης ή μέσω της εφαρμογής κινητού τηλεφώνου γίνεται ο καθορισμός της κατηγορίας του υπό μέτρηση κτιρίου. Μετά την ολοκλήρωση των ικανού χρόνου μετρήσεων και αποθήκευση αυτών στη μνήμη (4) του καταγραφικού οργάνου, ακολουθεί η φάση της επεξεργασίας και εξαγωγής των δυναμικών χαρακτηριστικών της κατασκευής. Για να γίνει αυτό ακολουθείται η εξής μεθοδολογία των μετρήσεων περιβάλλοντος την οποία αναλαμβάνει εκτελώντας κατάλληλο προφορτωμένο κώδικα ο δεύτερος μικροελεγκτής:
α) Μέσω του αισθητήρα επιταχύνσεων λαμβάνονται μετρήσεις επιταχύνσεως (χρονοϊστορίες) και αποθηκεύονται σε αρχεία συγκεκριμένου διαστήματος πχ δύο ωρών. Τα αρχεία αυτά αποθηκεύονται στην μονάδα εξωτερικής μνήμης (4). Στη συνέχεια αφού ολοκληρωθεί ο χρόνος των μετρήσεων (συνήθως λίγες ημέρες), το σύστημα μπαίνει σε λειτουργία επεξεργασίας των αποθηκευμένων δεδομένων
β) Υπολογίζονται η μέση τιμή και τυπική απόκλιση για κάθε αρχείο χρονοϊστορίας. Για κάθε αρχείο επιλέγεται μικρότερο παράθυρο (πχ. 30 δευτερολέπτων) στα οποία διαιρείται το αρχείο. Για κάθε παράθυρο υπολογίζεται μέση τιμή και τυπική απόκλιση. Αν η τυπική απόκλιση είναι μεγαλύτερη αυτής του αρχείου το παράθυρο εξαιρείται του υπολογισμού ώστε να διατηρηθούν τα παράθυρα τα οποία υπακούουν στην παραδοχή του λευκού θορύβου, δηλαδή οι μικροδονήσεις να προέρχονται από σεισμικό - εδαφικό θόρυβο και όχι από ισχυρότερες τοπικές ή μη διεγέρσεις. Για κάθε παράθυρο υπολογίζεται ο μετασχηματισμός Φουριέ και από την μέση τιμή των παραθύρων προκύπτουν οι ιδιοσυχνότητες. Η κύρια ιδιοσυχνότητα των κτιριακών κατασκευών αναλόγως του τύπου και του ύψους και λοιπών χαρακτηριστικών είναι τάξης μεγέθους 0.5 -10 Hz. Από αυτό το στοιχείο αλλά και την ισχύ του σήματος της ιδιοσυχνότητας σε σχέση με τις υπόλοιπες επιλέγεται η κύρια ιδιοσυχνότητα. Τους υπολογισμούς αυτούς αναλαμβάνει ο δεύτερος μικροελεγκτής και τα αποτελέσματα καταγράφονται σε αρχείο στην μονάδα εξωτερικής μνήμης. Υπάρχει η δυνατότητα να συμβαίνουν και αυτόματα μέσω του νέφους εφόσον υπάρχει σύνδεση με το διαδίκτυο του συστήματος ή μέσω της τοπικής σύνδεσης με το κινητό τηλέφωνο του χρήστη.
γ) Σε ειδικό αρχείο της κάρτας μνήμης είναι προφορτωμένες οι καμπύλες Pushover αναλόγως του τύπου του κτιρίου. Κατά την εισαγωγή των χαρακτηρισηκών δεδομένων του κτιρίου επιλέγεται αυτόματα ποια καμπύλη θα χρησιμοποιηθεί. Στην περίπτωση που μέρος της διαδικασίας εκτελείται στο κινητό τηλέφωνο του χρήστη μπορούν να βρίσκονται και σε απομακρυσμένο εξυπηρετητή και να φορτώνονται επί τόπου ασύρματα μέσω διαδικτύου.
δ) Η τυπική καμπύλη Push-Over σε διάγραμμα φασματικής επιτάχυνσης - μετακίνησης του υπό μέτρηση κτιρίου διορθώνεται ώστε η αρχική κλίση να συμφωνεί με την μετρηθείσα κύρια ιδιοσυχνότητα της κατασκευής. Ομοίως διορθώνονται και τα υπόλοιπα τμήματα της καμπύλης ώστε η αναλογία των κλίσεων πριν και μετά την διόρθωση σε οποιαδήποτε δύο σημεία της καμπύλης να παραμένει αναλλοίωτη (Νέα καμπύλη ικανότητας). Τους υπολογισμούς αυτούς αναλαμβάνει ο δεύτερος μικροελεγκτής και τα αποτελέσματα καταγράφονται σε αρχείο στην μονάδα εξωτερικής μνήμης. Υπάρχει η δυνατότητα να συμβαίνουν και αυτόματα μέσω του νέφους εφόσον υπάρχει σύνδεση με το διαδίκτυο του συστήματος ή μέσω της τοπικής σύνδεσης με το κινητό τηλέφωνο του χρήστη. Ακολουθεί κατάλληλη διόρθωση της τυπικής καμπύλης Pushover
ε) Ο συνδυασμός των δεδομένων και η εξαγωγή του επιπέδου επιτελεσηκότητας πραγματοποιείται για υποθεηκά σεισμικά σενάρια τα οποία είναι προφορτωμένα σε κατάλληλο αρχείο της κάρτας μνήμης (4) του συστήματος. Τα αποτελέσματα προκύπτουν είτε με μη γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας του μονοβάθμιου ταλαντωτή για δεδομένη χρονοϊστορία σεισμού οπότε το επίπεδο επιτελεσηκότητας προκύπτει από την υπολογιζόμενη μετακίνηση οροφής του κηρίου, είτε με τις ισοδύναμες μεθόδους και τα αντίστοιχα σεισμικά φάσματα επιταχύνσεων που προτείνουν οι κανονισμοί όπως είναι η μέθοδος των συντελεστών της FEMA 356 ή του Κανονισμού Επεμβάσεων (ΚΑΝΕΠΕ).
Με τον ανωτέρω τρόπο, ο μικροελεγκτής (2) εκτελώντας κατάλληλο προφορτωμένο κώδικα προχωρά στην εξαγωγή της σεισμικής αποτίμησης κάνοντας χρήση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων (ιδιοσυχνότητες), των αποθηκευμένων στη μνήμη (4) του οργάνου παραμετροποιημένων καμπύλών Push-Over για τις διάφορες κατηγορίες τυπικών κτιρίων και των δεδομένων που έχει εισαγάγει ο χρήστης προκειμένου να καθοριστεί η κατηγοριοποίηση του συγκεκριμένου κτιρίου και για ένα προκαθορισμένο σύνολο σεισμικών διεγέρσεων. Τα δεδομένα μπορούν επίσης να εισαχθούν στη μνήμη (4) του καταγραφικού μέσω της μονάδας Δικτύου (3) από εξυπηρετητή διαδικτύου όταν η προτεινόμενη συσκευή έχει πρόσβαση στο διαδίκτυο όπου συνδεόμενη με τον εν λόγω εξυπηρετητή θα φορτώσει στη μνήμη (4) τα απαραίτητα δεδομένα εισαγωγής. Ομοίως τα αποτελέσματα της σεισμικής αποτίμησης αποθηκεύονται στη μνήμη (4) του οργάνου από όπου ο χρήστης μπορεί εύκολα να μεταφορτώσει σε δική του μονάδα ή μπορούν να μεταφερθούν σε απομακρυσμένο εξυπηρετητή εφόσον υπάρχει σύνδεση διαδικτύου από όπου ο χρήστης μπορεί επίσης να έχει άμεση πρόσβαση. Τέλος ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό του παρουσιαζόμενου οργάνου είναι ότι μπορεί να εξάγει τα δυναμικά χαρακτηριστικά (ιδιοσυχνότητες -ιδιοπεριόδους) των κατασκευών κάνοντας χρήση αισθητήρα επιταχύνσεων (1) με σχετικά υψηλά επίπεδα θορύβου και συνεπώς χαμηλότερου κόστους. Αυτό επιτυγχάνεται με αυξημένο χρόνο τοποθέτησης, και κατάλληλη αυτόματη επεξεργασία των μετρήσεων.
Claims (5)
1. Μετρητικό - καταγραφικό όργανο επιταχύνσεων το οποίο αποτελείται από μονάδα ψηφιοποιητή-αισθητήρα επιταχύνσεων (1), μονάδα ελέγχου (2), μονάδα Δικτύου (3) μονάδα εξωτερικής μνήμης (4) και μονάδα συγχρονισμού (5) και που χαρακτηρίζεται από το ότι πραγματοποιεί αυτομάτως τη σεισμική αποτίμηση των κτιριακών κατασκευών.
2. Το μετρητικό - καταγραφικό όργανο επιταχύνσεων σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι η αυτόματη σεισμική αποτίμηση πραγματοποιείται από την μονάδα ελέγχου (2) με συνδυασμό των λαμβανόμενων από τον αισθητήρα (1) μετρήσεων με εισηγμένα στη μνήμη βασικά χαρακτηριστικά της κτιριακής κατασκευής και ήδη παραμετροποιημένες καμπύλες Pushover ταξινόμησης κτιρίων.
3. Το μετρητικό - καταγραφικό όργανο της αξίωσης 1 το οποίο χαρακτηρίζεται το ότι ο αισθητήρας επιταχύνσεων (1) μπορεί να είναι σχετικά υψηλού επιπέδου θορύβου και συνεπώς χαμηλότερου κόστους
4. Το μετρητικό - καταγραφικό όργανο της αξίωσης 1 το οποίο χαρακτηρίζεται από το ότι έχει τη δυνατότητα σύνδεσης τοπικά μέσω wifi, Bluetooth ή άλλου πρωτοκόλλου με το κινητό τηλέφωνο του χρήστη μέσω κατάλληλης εφαρμογής (Αρρ) από όπου ο χρήστης μπορεί να εισάγει δεδομένα και να παρεμβαίνει στην διαδικασία
5. Μέθοδος σεισμικής αποτίμησης μέσω του οργάνου της αξίωσης 1, με την οποία επιτυγχάνεται αυτόματη αποτίμηση της σεισμικής επιτελεστικότητας και η οποία συνίσταται στα εξής βήματα:
α) Καταγραφή χρονοϊστοριών επιταχύνσεων και αποθήκευση στη μνήμη (4) β) Εγκατάσταση και εισαγωγή βασικών δομικών χαρακτηριστικών του υπόψη δομήματος και επιλογή ανάλογης προφορτωμένης τυπικής καμπύλης Pushover στην κάρτα μνήμης (4)
γ) Εκκίνηση αυτόματης επεξεργασίας σημάτων και εξαγωγή ιδιοσυχνοτήτων στον δεύτερο μικροελεγκτή (2)
δ) Διόρθωση καμπύλης Pushover σε διάγραμμα φασματικής επιτάχυνσης μετακίνησης για το υπόψη δόμημα ώστε να συμφωνεί με τις μετρήσεις στον δεύτερο μικροελεγκτή (2)
ε) Χρήση διορθωμένης καμπύλης Pushover και κύριας ιδιοσυχνότητας για την αποτίμηση της σεισμικής επιτελεστικότητας από τον δεύτερο μικροελεγκτή, μέσω μη γραμμικής ανάλυσης χρονοϊστορίας του μονοβάθμιου ταλαντωτή για δεδομένη χρονοϊστορία σεισμού ή με ισοδύναμες μεθόδους και αντίστοιχα προτεινόμενα σεισμικά φάσματα επιταχύνσεων από κανονισμούς.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20190100049A GR20190100049A (el) | 2019-02-01 | 2019-02-01 | Μετρητικο-καταγραφικο οργανο επιταχυνσεων για παρακολουθηση δομικης ακεραιοτητας κατασκευων πολιτικου μηχανικου |
| US17/425,569 US20220082717A1 (en) | 2019-02-01 | 2020-01-29 | Accelerograph and embedded protocol for structural health monitoring of civil engineering structurers regarding earthquake performance |
| PCT/GR2020/000010 WO2020157523A1 (en) | 2019-02-01 | 2020-01-29 | Accelerograph and embedded protocol for structural health monitoring of civil engineering structurers regarding earthquake performance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20190100049A GR20190100049A (el) | 2019-02-01 | 2019-02-01 | Μετρητικο-καταγραφικο οργανο επιταχυνσεων για παρακολουθηση δομικης ακεραιοτητας κατασκευων πολιτικου μηχανικου |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| GR20190100049A true GR20190100049A (el) | 2020-09-16 |
Family
ID=69780237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| GR20190100049A GR20190100049A (el) | 2019-02-01 | 2019-02-01 | Μετρητικο-καταγραφικο οργανο επιταχυνσεων για παρακολουθηση δομικης ακεραιοτητας κατασκευων πολιτικου μηχανικου |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220082717A1 (el) |
| GR (1) | GR20190100049A (el) |
| WO (1) | WO2020157523A1 (el) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GR20190100049A (el) * | 2019-02-01 | 2020-09-16 | Κατασκευες & Αισθητηρες Ιδιωτικη Κεφαλαιουχικη Εταιρεια | Μετρητικο-καταγραφικο οργανο επιταχυνσεων για παρακολουθηση δομικης ακεραιοτητας κατασκευων πολιτικου μηχανικου |
| CN114754959B (zh) * | 2022-04-27 | 2023-07-18 | 清华大学 | 一种激光通信链路微振动试验的角位移信号生成方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010029432A1 (en) * | 2000-01-12 | 2001-10-11 | Gidwani Jawahar M. | System and method for analyzing structures subjected to catastrophic events |
| JP2003344213A (ja) * | 2002-05-24 | 2003-12-03 | Building Research Institute | 建物の耐震性能評価方法及び装置 |
| US20090222210A1 (en) * | 2000-08-23 | 2009-09-03 | Michel Berezowsky | Method for determining the earthquake protection of buildings |
| US20140324356A1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-10-30 | Republic Of Korea (National Disaster Management Institute) | Apparatus for evaluating safety of building using earthquake acceleration measurement |
| GR1008498B (el) * | 2014-06-24 | 2015-05-28 | Οργανισμος Αντισεισμικου Σχεδιασμου Και Προστασιας, | Αυτονομος τριαξονικος επιταχυνσιογραφος |
| WO2015130178A1 (en) * | 2014-02-27 | 2015-09-03 | Hyland Consultants Limited | An apparatus for detecting and recording accelerations experienced by a structure, and a method of operating the apparatus |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011149974A1 (en) * | 2010-05-24 | 2011-12-01 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | High sensitivity environmental senor board and methods for structural health monitoring |
| JP2020513571A (ja) * | 2016-11-17 | 2020-05-14 | ヒューリスティック・アクションズ，インコーポレーテッド | 建造物の構造的健全性の監視用の装置、システムおよび方法、ならびにセンサモジュール |
| KR101803503B1 (ko) * | 2017-02-06 | 2017-11-30 | 주식회사 풍산에프앤에스 | 구조물의 정밀 계측 시스템 및 그 방법 |
| IT201800002876A1 (it) * | 2018-02-20 | 2019-08-20 | Guardian S R L | Metodo e sistema per generare un'allerta precoce di terremoto |
| GR20190100049A (el) * | 2019-02-01 | 2020-09-16 | Κατασκευες & Αισθητηρες Ιδιωτικη Κεφαλαιουχικη Εταιρεια | Μετρητικο-καταγραφικο οργανο επιταχυνσεων για παρακολουθηση δομικης ακεραιοτητας κατασκευων πολιτικου μηχανικου |
-
2019
- 2019-02-01 GR GR20190100049A patent/GR20190100049A/el active IP Right Revival
-
2020
- 2020-01-29 US US17/425,569 patent/US20220082717A1/en not_active Abandoned
- 2020-01-29 WO PCT/GR2020/000010 patent/WO2020157523A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010029432A1 (en) * | 2000-01-12 | 2001-10-11 | Gidwani Jawahar M. | System and method for analyzing structures subjected to catastrophic events |
| US20090222210A1 (en) * | 2000-08-23 | 2009-09-03 | Michel Berezowsky | Method for determining the earthquake protection of buildings |
| JP2003344213A (ja) * | 2002-05-24 | 2003-12-03 | Building Research Institute | 建物の耐震性能評価方法及び装置 |
| US20140324356A1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-10-30 | Republic Of Korea (National Disaster Management Institute) | Apparatus for evaluating safety of building using earthquake acceleration measurement |
| WO2015130178A1 (en) * | 2014-02-27 | 2015-09-03 | Hyland Consultants Limited | An apparatus for detecting and recording accelerations experienced by a structure, and a method of operating the apparatus |
| GR1008498B (el) * | 2014-06-24 | 2015-05-28 | Οργανισμος Αντισεισμικου Σχεδιασμου Και Προστασιας, | Αυτονομος τριαξονικος επιταχυνσιογραφος |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| LOUZAI AMAR; ABED AHMED: "Evaluation of the seismic behavior factor of reinforced concrete frame structures based on comparative analysis between non-linear static pushover and incremental dynamic analyses", BULLETIN OF EARTHQUAKE ENGINEERING, SPRINGER NETHERLANDS, DORDRECHT, vol. 13, no. 6, 17 October 2014 (2014-10-17), Dordrecht, pages 1773 - 1793, XP035499951, ISSN: 1570-761X, DOI: 10.1007/s10518-014-9689-7 * |
| VARGA SZABOLCS; CHIOREAN COSMIN G.: "Seismic Assessment of Reinforced Concrete Frameworks through Advanced Pushover Analysis and Nonlinear Response of a SDOF Oscillator", PROCEDIA ENGINEERING, ELSEVIER BV, NL, vol. 161, 18 October 2016 (2016-10-18), NL, pages 332 - 336, XP029771469, ISSN: 1877-7058, DOI: 10.1016/j.proeng.2016.08.568 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020157523A1 (en) | 2020-08-06 |
| US20220082717A1 (en) | 2022-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cabboi et al. | From continuous vibration monitoring to FEM-based damage assessment: Application on a stone-masonry tower | |
| Venanzi et al. | Earthquake-induced damage localization in an historic masonry tower through long-term dynamic monitoring and FE model calibration | |
| Rainieri et al. | Development and validation of an automated operational modal analysis algorithm for vibration-based monitoring and tensile load estimation | |
| Ren et al. | Output-only modal parameter identification of civil engineering structures | |
| De Roeck et al. | Benchmark study on system identification through ambient vibration measurements | |
| GR20190100049A (el) | Μετρητικο-καταγραφικο οργανο επιταχυνσεων για παρακολουθηση δομικης ακεραιοτητας κατασκευων πολιτικου μηχανικου | |
| CN107480097B (zh) | 非线性机械结构的载荷识别方法及载荷识别设备 | |
| Hjelm et al. | Determination of stress histories in structures by natural input modal analysis | |
| US8086328B2 (en) | Systems and methods for vibration rectification error reduction in closed-loop accelerometer systems | |
| Maes et al. | Continuous strain prediction for fatigue assessment of an offshore wind turbine using Kalman filtering techniques | |
| Caicedo et al. | Fast mode identification technique for online monitoring | |
| CN114037190A (zh) | 一种含陡倾裂隙危岩体临崩时间区间预测方法及装置 | |
| CN117473263A (zh) | 一种桥梁振动监测的频率与阻尼比自动识别方法和系统 | |
| CN109870404B (zh) | 一种雨棚结构损伤识别方法、装置及终端设备 | |
| KR100518777B1 (ko) | 지진 안전성 평가시스템 및 그 방법 | |
| JP6609403B2 (ja) | 構造物検証システム、構造物検証装置、構造物検証プログラム | |
| Kasimzade | Coupling of the control system and the system identification toolboxes with application in structural dynamics | |
| Rainieri et al. | Predictive correlations for the estimation of the elastic period of masonry towers | |
| JP2011080905A (ja) | 建築物の地震時応答解析方法及び建築物 | |
| Motamedi et al. | Ambient vibration tests and modal response analysis of Guayaquil metropolitan cathedral in Guayaquil, Ecuador | |
| JP6991703B2 (ja) | 損傷度判定装置及び損傷度判定システム | |
| JP6286264B2 (ja) | 構造物検証システム、構造物検証装置、構造物検証プログラム | |
| WO2022153600A1 (ja) | ダメージ測定システム、マルチセンサ、ダメージ測定方法 | |
| Pietruszczak et al. | Analysis of Selected Dynamic Properties of Fractional Order Accelerometers for Application in Telematic Equipment | |
| DERIFE et al. | Investigating the operational modal response and updating the finite element model of a prototype stone structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NF | Restoration of lapsed right |
Effective date: 20211111 |