دراسة الخصائص الديناميكية للمباني البيتونية باستخدام قياسات تجريبية للاهتزاز المحيط والنمذجة الرقمية

الملخص

تعد الطرائق التجريبية هي الأساس في تعرّف السلوك الصحيح للمنشآت خلال الزلازل, وذلك من أجل تدعيم المنشآت الموجودة التي هي عرضة للخطر بسبب عدم موافقتها لاشتراطات التصميم الزلزالي العصرية ومن أجل تصميم منشآت مقاومة للزلازل مستقبلاً. إلّا أنّ الكلفة العالية جداً لاختبار هذه المنشآت أو نماذج لها تجعل من الصعب جداً إجراء تجارب في هذا الصدد. وهنا تبرز أهمية النمذجة الرقمية التي تقوم على أساس محاكاة الواقع رقمياً باستخدام الطرائق المطورة لهذه الغاية من مثل طريقة العناصر المحدودة. ولأنّ الحصول على نموذج رقمي لمنشأ لا يعني الحصول على محاكاة دقيقه لسلوك هذا المنشأ تحت تأثير الأحمال المعتبرة في التصميم إلّا في حالة مقارنة نتائج المحاكاة الرقمية بنتائج تجريبية ناتجة من المنشأ مباشرة كان لابدّ من الاعتماد على طرائق اقتصادية وسريعة في استخراج النتائج التجريبية, وهنا برزت طريقة قياس الضجيج المحيط, ومعالجة معطيات هذا التسجيل من أجل الحصول على خصائص السلوك الديناميكي للمنشأة الذي يعدّ حجر الأساس في تقدير السلوك الديناميك الخطي واللاخطي للمنشأة تحت تأثير الزلازل. ومن ثمّ فنتائج المقارنة بين الخصائص المستنتجة تجريبياً باستخدام هذه الطريقة, مع الخصائص المستنتجة رقمياً عن طريق النمذجة سوف تعطي المصداقية اللازمة لاعتماد النموذج الرقمي, أو تعديله بغية الحصول على النموذج الأدق. نفّذت في هذا البحث الطريقة التجريبية المعتمدة على قياس الضجيج المحيط للمبنى, فضلاً عن تطوير نموذج رقمي أعطى نتائج قريبة من تلك النتائج التي أعطتها قياسات الضجيج المحيط عن طريقين, الأول هو دراسة أنماط الاهتزاز, أو ما يسمى بحل مسألة القيم المميزة. والثاني عبر إجراء اختبار نمطي Modal Testing للنموذج بعد تحريضه بزلزال ومن ثمّ معرفة تواترات التجاوب الأعظمي للمنشأ خلال مدة التحريض بعد إجراء التحويلات المناسبة.