Theoretical foundations of methodology of such SHM have been developed. Parameterized finite element models of buildings, special algorithm of adaptation (calibration) in accordance with results of measurements, methodology of measurements of natural frequencies and modal shapes and algorithm of structural evaluation are proposed in this paper. So-called "start" finite element model is normally developed to study the load-bearing capacity of the current version of the project. Parameterized "monitoring-oriented" three-dimensional dynamic finite element model for each significant stage of life cycle of the building (the stages of construction and operation) is constructed or modified, verified and adapted in accordance with the measured data. The main criterion for the adaptation is the correspondence of calculated and measured spectrum of the natural frequencies and mode shapes in the entire frequency range, significant for the assessment of system-wide changes and for identification – localization of possible defects.

Описываются параметризованные конечноэлементные модели зданий, алгоритм их адаптации (калибровки) по данным инструментальных наблюдений, методика измерения собственных частот и форм колебаний, подход к оценке несущей способности для фактического состояния объекта. Стартовая конечноэлементная модель используется для обоснования несущей способности актуального проектного варианта. Для каждой значимой стадии "жизненного цикла" здания (этапы строительства и эксплуатации) строится, модифицируется (актуализируется), верифицируется и адаптируется по текущим данным инструментальных наблюдений параметризуемая пространственная динамическая "мониторинговая" конечноэлементная модель. Основным адаптационным критерием здесь принимается соответствие расчетного и измеренного спектра собственных частот и форм колебаний во всем диапазоне частот, значимом как для оценки общесистемных изменений, так и идентификации-локализации возможных дефектов.

• Adaptive finite-element models in structural health monitoring systems
• Адаптивные конечноэлементные модели в системах мониторинга зданий и сооружений
  • 1. Introduction
  • 2. Methods
    • 2.1. Formulation of basic theoretical foundations of advanced methodology of structural health monitoring
    • 2.2. Parameterized finite element models of buildings (“design” and “monitoring-oriented” models)
    • 2.3. Adaptation (calibration) of finite element models in accordance with results of measurements
    • 2.4. Technology of measurements of natural frequencies and modal shapes
    • 2.5. Structural evaluation in real situation of building
  • 3. Results and Discussion
  • 4. Conclusion
  • 5. Acknowledgements

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование).

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. № 2 (78), 2018 — 1 файл (7,82 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j18-500.pdf>.