بررسی روش های تعیین خرابی در اجزای سیستم های پانلی

مدلسازی پانل ها توسط مقایسه با نمونه های آزمایشگاهی مورد تائید واقع شد. مدلسازی بر اساس مقیاس2.35/1 انجام شد و نمونه شبیه سازی شده در محدوده رفتار خطی کاملأ با نتایج حاصل از مقیاس واقعی تطبیق دارد. مدلسازی لایه پلی استایرن سبب تغییر زیادی در نتایج نمونه های تحت خمش نمی گردد ولی باعث تغییرات بسیاری در نمونه های تحت آزمایش دینامیکی می شوند. در مدلسازی عددی از المان های solid 45 وlink 8 استفاده شد و نتایج مورد انتظار حاصل گشت. از 3 عدد پانل مقیاس شده دیواری و 3 پانل مقیاس شده سقفی به طول 1100 میلیمتر، عرض 440 میلیمتر استفاده شده است و برای آزمایش مودال نمونه ها از 9 عدد شتاب سنج پیزوالکتریک جهت ثبت پاسخ ارتعاشی سازه تحت تحریک محرک استفاده شد. نمونه های آزمایشگاهی ابتدا بصورت سالم آزمایش شدند و سپس یک آسیب مصنوعی بصورت یک برش در وسط طول پانل و در سرتاسر عرض پانل به نمونه ها اعمال شد. جهت بررسی شکل مودها و اینکه نمونه ها قبل و بعد از خرابی با یکدیگر همگرا هستند و اینکه دو نمونه مختلف با هم مشابه هستند نمودارهای mac ترسیم شدند. با توجه به شکل مودهای ترسیم شده از نتایج آزمایشگاهی و مقایسه با شکل مودهای تئوری ملاحظه شد برخی مودهای آزمایشگاهی قابل استفاده نیستند و باید از نتایج حذف شوند. پس از اعمال اصلاحات و مقایسه و تحلیل مشخص شد نتایج چندین مود اول استخراج شده قابل قبول هستند. ماتریس سختی پانل ها توسط الگوریتم ارائه شده و با استفاده از مقایسه فرکانس های طبیعی نمونه های عددی و آزمایشگاهی و شکل مود آن ها بهنگام شد. پس از چندین مرتبه سعی و خطا بزرگترین ماتریس سختی قابل استخراج توسط نرم افزار ماتریسی با ابعاد 216 سطر و ستون می باشد. برای بهنگام سازی 7 فرکانس اول با شکل مودهای متناظر محاسبه گشت و به عنوان داده الگوریتم بهنگام سازی مورد استفاده قرار گرفت. مدول الاستیسیته بهنگام شده نمونه های سقفی به شرح زیر می باشند : - فولاد با مدول الاستیسیته 190000 mpa - پلی استایرن با مدول الاستیسیته 20 mpa - بتن با مدول الاستیسیته 9000 mpa و مدول الاستیسیته بهنگام شده نمونه های دیواری به شرح زیر می باشند : - فولاد با مدول الاستیسیته 190000 mpa - پلی استایرن با مدول الاستیسیته 20 mpa - بتن با مدول الاستیسیته 13000 mpa مدول الاستیسیته بهنگام شده مصالح فولادی و بتنی مدل های سقفی در مقایسه با مدل های دیواری دارای یک مقدار هستند ولی مدول الاستیسیته بتن مقدار کمتری دارد (4000 mpa کمتر از مدل های دیواری) و علت آن ضخامت بیشتر لایه بالایی نمونه های سقفی می باشد که در بتن آن تخلخل بیشتری وجود دارد. چهار سناریوی خرابی برای نمونه های عددی در نظر گرفته شد. مقدار ? بدست آمده در این مرحله نشان دهنده میزان خرابی بوجود آمده در مدل به دلیل بروز آسیب می باشد که با تحلیل بر روی ماتریس سختی سازه مشخص می شود. در بررسی و تحلیل نمونه های سقفی نتایج سناریوی خرابی اول 22.81-% = 1? را نشان می دهد که بیانگر میزان خرابی در تمام نمونه توسط این سناریو می باشد. پس از تحلیل سناریوی دوم و سوم نیز به ترتیب مقدار 10.16-% = 2? و 29.56-% = 3? می باشد. سناریوی سوم که گسترش یافته سناریوی دوم می باشد به درستی این گسترش خرابی را نمایان می کند. همچنین سناریوی دوم نیز از سناریوی اول میزان کمتری را نشان میدهد که این موضوع بیان می کند چون مکان آسیب در سناریوی اول در نقطه عطف شکل مودهای المان می باشد خرابی در آن نقطه تاثیر بیشتری در سازه میگذارد. تحلیل سناریوی چهارم نیز مقدار 12.57-% = 4? را نتیجه می کند. میزان خرابی در این سناریو نیز بیانگر اهمیت برشگیرها و تاثیر خرابی آن ها در خرابی کل سازه می باشد. آسیب در برشگیر های وسط به دلیل اینکه همانند سناریوی اول در نقطه عطف المان ها قرار دارند تاثیر ناچیزی در خمش نمونه ها دارند و در آن ناحیه اثر و رفتار بتن حاکم است. همانند مدل های سقفی پس از ایجاد آسیب نتایج تحلیل مدل ها با این آسیب ها به الگوریتم مورد بحث داده شد و پس از تحلیل آن ها توسط نرم افزار matlab نتایج هر سناریوی خرابی به شرح زیر می باشد. در بررسی و تحلیل نتایج سناریوی خرابی اول 17.24-% = 1? را نشان می دهد که بیانگر میزان خرابی در تمام نمونه توسط این سناریو می باشد. پس از تحلیل سناریوی دوم و سوم نیز به ترتیب مقدار 14.78-% = 2? و 56.32-% = 3? می باشد. همانگونه که ملاحظه می گردد سناریوی سوم که گسترش یافته سناریوی دوم می باشد به درستی این گسترش خرابی را نمایان می کند. همچنین سناریوی دوم نیز از سناریوی اول میزان کمتری را نشان میدهد. تحلیل سناریوی چهارم نیز مقدار 19.70-% = 4? را نتیجه می کند. بر خلاف مدل های سقفی تاثیر بیشتر برشگیر های وسط دهانه در مدل دیواری را ضخامت کمتر و همچنین ضخامت کمتر پلی استایرن باید دانست. در این حالت از تاثیر بتن به دلیل فاصله کم لایه ها و ضخامت کم بتن کاسته می شود و تاثیر برشگیر ها بیشتر می شود. برای بدست آوردن فرکانس های طبیعی نمونه های با مقیاس واقعی، چگالی و فرکانس ها باید با ضرایبی اصلاح شوند. با تصحیح فرکانس های طبیعی و چگال نمونه های مقیاس شده میتوان به نتایج نمونه های با مقیاس واقعی دست پیدا نمود و قبل از تست نمونه ها یک پیش آگاهی از سازه و فرکانس های طبیعی آن در اختیار داشت.