Structural health monitoring

  • Special Issues

    • UN APPROCCIO SEMPLIFICATO PER L’IDENTIFICAZIONE SPERIMENTALE DEI MODI ROTAZIONALI DELLE STRUTTURE INTELAIATE

    Rocco Ditommaso, Marco Vona, Angelo Masi, Marco Mucciarelli, Felice Carlo Ponzo

    Evidenze dei passati forti terremoti mostrano che elevati danni strutturali sugli edifici sono spesso causati da significativi effetti torsionali. Questi effetti sono stati ampiamente studiati negli ultimi anni e per gli edifici nuovi molti delle normative antisismiche più recenti prevedono apposite procedure progettuali. L’approccio tipico per la valutazione sperimentale degli effetti torsionali prevede l’installazione di un sistema accelerometrico multicanale, sia per il monitoraggio su edifici in continuo, anche in occasione di sequenze sismiche reali, sia per indagare il comportamento degli edifici in presenza di vibrazioni forzate. Tale approccio è senz’altro molto efficace su singoli edifici ed in grado di restituire ottimi risultati pur se a prezzo di significativi investimenti in termini di risorse e tempo; per tale regione non sembra essere la soluzione migliore da utilizzare in studi su larga scala con scopi differenti quali, ad esempio, per la proposizione e/o validazione di previsioni normative o per valutazioni speditive finalizzate allo studio e mitigazione del rischio sismico. Al proposito, nel presente articolo sono presentati i risultati sperimentali ottenuti con un approccio semplificato, basato su vibrazioni ambientali, ampiamente e facilmente utilizzabile per la caratterizzazione dinamica di strutture. Al fine di testare l’approccio proposto sono state eseguite differenti prove sperimentali, con differenti configurazioni di strumenti. Ovviamente l’utilizzo di due soli strumenti installati in copertura dell’edificio rendono possibile identificare le frequenze fondamentali dello stesso e i modi torsionali. L’installazione di uno strumento per ciascun piano rende invece possibile individuare anche le forme modali. Per validare la procedura proposta, è stato effettuato un confronto tra i risultati forniti dalla stessa (utilizzando velocimetri), e quelli ottenuti da un’altra ben più ampia campagna sperimentale (utilizzando accelerometri) condotta su di uno stesso telaio campione, in acciaio, presso l’Università di Basilicata.

     

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  • Special Issues

    • DYNAMIC AND SEISMIC HEALTH MONITORING OF A HISTORIC MASONRY TOWER

    Antonella Saisi, Carmelo Gentile, Marco Guidobaldi

    The paper presents some results of the continuous dynamic/seismic monitoring program carried out on the tallest historic tower in Mantua, Italy. This project follows an extensive diagnostic investigation aimed at assessing the structural condition of the tower after the Italian earthquakes of May 2012.
    A simple dynamic monitoring system was installed in the tower to evaluate the dynamic response especially to the expected sequence of far-field earthquakes and to check the possible evolution of the natural frequencies; the response to ambient excitation has been continuously collected in 1-hour records since late December 2012.
    The paper summarizes the results of the continuous dynamic monitoring for a period of 8 months, highlighting the effect of temperature on automatically identified natural frequencies, the dynamic response to few seismic events and the key role of permanent dynamic monitoring in the diagnosis of the investigated historic building.

     

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  • Special Issues

    • AN EVALUATION OF A METHODOLOGY FOR DETECTION, LOCALIZATION, AND QUANTIFICATION OF CHANGES IN NONLINEAR SYSTEMS BASED ON EXPERIMENTAL MEASUREMENTS

    Miguel R. Hernandez-Garcia, Sami F. Masri, Roger Ghanem, Eloi Figueiredo, Charles R. Farrar

    Experimental data from a test-bed structure tested is used to evaluate and validate a methodology for detecting, localizing, and quantifying structural changes in nonlinear structures using chain-like reduced-order models estimated from measurements. This study showed that variations in the mathematical representation (i.e., two-dimensional polynomial expansion) of the restoring forces in the estimated chain- like reduced-order models could be employed to confidently detect the presence of physical structural changes introduced into the test-bed structure, accurately locate the structural section where the changes occurred, and provide an estimate of the severity or magnitude of the structural changes.

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  • Special Issues

    • NUMERICAL AND EXPERIMENTAL VALIDATION OF A STRUCTURAL HEALTH MONITORING TECHNIQUE FOR CRITICAL INFRASTRUCTURE

    Gianmario Benzoni, Noemi Bonessio, Giuseppe Lomiento

    Damage Identification method developed for infrastructure equipped with seismic response modification devices is hereafter summarized and validated through numerical and experimental case studies. The output-only method was tested via Finite Element analyses of two bridge structures, the Vincent Thomas Bridge and the Benicia Martinez Bridge, equipped with viscous dampers and friction pendulum bearings, respectively. The application of the method to real ambient vibration data from the Vincent Thomas Bridge proved successful in identifying early stages of degradation of seismic response modification devices. The Level III damage detection method was also applied to a three-span cable-stayed bridge, the Yokohama Bay Bridge, based on accelerometric records from the 2011 East Japan Earthquake. The integration of the method in an innovative monitoring systems aimed at the real-time remote assessment of the structural adequacy of aging critical infrastructure is under development.

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