Real-time structural health monitoring using statistical methods

Yapısal hasarın tespiti, modal parametrelerin uzun vadeli değişimini ve bunların atmosferik koşullardaki değişikliklerle ilişkisini anlamaya dayanır. Bu tez, giderek daha önemli hale gelen yapı sağlığı izleme sistemleri için gerçek zamanlı bir algoritma geliştirerek bu zorluğu ele almayı amaçlamaktadır. Algoritma, bir UNESCO Dünya Kültür Mirası yapısı olan Ayasofya'nın dört yıllık modal frekanslarını, sönümleme oranlarını ve mod şekillerini ve bunların sıcaklık, nem ve rüzgar hızı gibi atmosferik parametrelerle korelasyonunu analiz ederek geliştirilen istatistiksel modelleri kullanmaktadır. İlk olarak Ayasofya'nın 2013-2016 yılları arasındaki modal frekansları, modal sönümleme oranları ve mod şekilleri incelenmiştir. Elde edilen dinamik parametreler ile sıcaklık, nem, rüzgar hızı gibi atmosferik parametreler arasındaki korelasyon değerlendirilmiştir. Modal frekans ve atmosferik parametreler arasındaki korelasyon, doğrusal regresyon analizi kullanılarak modellenmiştir. Mod şekillerinin varyasyonu, Modal Güvence Ölçütü (MAC), Koordinat Modal Güvence Ölçütü (COMAC) ve Gelişmiş Koordinat Modal Güvence Ölçütü (ECOMAC) yöntemleri kullanılarak analiz edilmiştir. İkinci olarak, istatistiksel modellerle desteklenen gerçek zamanlı bir yapısal sağlık izleme sistemi algoritması geliştirilmiştir. Bu algoritma, yapının tahmin edilen ve ölçülen modal frekansını gerçek zamanlı olarak görüntülemektedir. Ayrıca modal sönümleme oranları ve mod şekillerindeki (MAC, COMAC, ECOMAC) değişiklikler de gerçek zamanlı olarak hesaplanmaktadır. Algoritma, yapının gerçek zamanlı 3-D animasyonunu da görüntüleyen "AISHM" adlı bir kullanıcı arayüze sahip bir yazılıma dönüştürülmüştür. Bu yazılım aynı zamanda depremleri algılar ve deprem kayıtlarını analiz eder.