DETERMINACIÓN DEL PERÍODO, FRECUENCIA Y DECREMENTO LOGARÍTMICO DEL TONO BÁSICO DE FLUCTUACIONES PROPIAS DE EDIFICACIONES

El programa se suministra como parte de un sistema móvil de mediciones de frecuencia propia de fluctuaciones y decremento logarítmico.

Para determinar los valores del período se aplica el método indirecto de mediciones en el cual se registran los procesos de fluctuación de la edificación de los tres ejes perpendiculares. Los valores del período de cada uno de los ejes se determinan de acuerdo con los resultados de las mediciones de cada  eje correspondiente con el método de cálculo basado en el análisis de los espectros de la potencia de las fluctuaciones de las edificaciones.

Los valores del decremento de cada uno de los ejes perpendiculares se determinan con el método del cálculo de acuerdo con los resultados de las mediciones realizadas para determinar el valor del período.

Las fluctuaciones de la edificación representan una superposición de fluctuaciones propias y forzadas causadas por diferentes impactos interiores y exteriores. Las edificaciones de uso industrial se caracterizan por la presencia y desplazamiento dentro del edificio de equipos tecnológicos pesados. En este caso es necesario realizar las mediciones durante las pausas en el trabajo o cuando los equipos tecnológicos que se mueven se encuentran en posiciones similares.

Uno de los factores que puede influir sobre los resultados de la medición del período, es una carga de nieve, por lo tanto mediante las mediciones se debe tener en cuenta este factor.

Esto tiene que ver con el hecho de que para obtener un espectro válido con la misma resolución de frecuencia se necesita un tiempo de 100 segundos. Teniendo en cuenta que para el “achatamiento” del espectro con un cálculo estable de parámetros como regla, se requiere una mediación adicional de 10 … 100 veces, el tiempo total continuo para la evaluación con el uso de este programa no superará las dos horas.

En la mayoría de los casos para los edificios relativamente altos y no muy prolongados (de no menos de 5 pisos con una superficie en la base no mayor a los 500 metros cuadrados) obtener el resultado de la evaluación de las características dinámicas con la ayuda de este programa se puede hacer aproximadamente durante 15…30 minutos.

Para los sistemas estacionarios de monitoreo se necesita utilizar un programa especialmente desarrollado para el cálculo de las características dinámicas de las construcciones que permite instalar valores de resolución con una frecuencia de hasta 0,0001 Hz.

La ventana principal del proyecto SCADA “Determinación de los parámetros del tono básico de las fluctuaciones propias” contiene cuatro páginas: “Espectro”, “Resultado”, “Adicional” y “Configuración”.

En la página “Configuración” se indican los datos del objeto investigado, los datos sobre el ejecutor y el ordenante de las mediciones y los parámetros de la realización de las mediciones.

El proyecto permite seleccionar un intervalo de mediciones con 3 variantes:

• están indicados los límites del cálculo del tono básico en la tabla – el programa por el tipo de tarea y la cantidad de pisos selecciona los parámetros;
• están indicados los límites del tono básico de acuerdo con el período – si la construcción del edificio no es típica, pero los límites del intervalo del período de fluctuaciones propias del edificio;
• están indicados los límites del cálculo del tono básico de acuerdo a la frecuencia – si la construcción del edificio no es típica, pero se conocen los límites del intervalo de la frecuencia de las fluctuaciones propias del edificio.

Los datos sobre el objeto investigado incluyen:

• dirección del objeto;
• predestinación del objeto.

Parámetro de realización de las mediciones:

• cantidad de mediciones – el tamaño del búfer para la medición de espectros;
• duración de mediciones – el tiempo de acumulación de los datos para el cálculo de un espectro (mientras más, menos ruido habrá en el espectro);
• la resolución de la frecuencia en el intervalo de 0,01 Hz hasta 5 Hz – el paso de las bandas por el eje de las frecuencias en el espectro (mientras menos es la resolución de frecuencia, hay más bandas);
• probabilidad de la confiabilidad – se selecciona de la lista correspondiente desplegable de la base del edificio;
• el coeficiente de indeterminación – se calcula por la formula: K = duración de mediciones × resolución de frecuencia,
  y permite determinar el grado de compresión del ruido en el espectro (buenos resultados se obtienen con valores menores a 1);
• el grado de compresión – se calcula por la formula: K_achat= K_indeterm× la cantidad de mediciones,
  y permite determinar el grado de compresión del ruido en el espectro mediante la medición, para resultados normales el valor tiene que ser no menos de 100.

También hay que indicar los canales de medición de acuerdo con la orientación de los ejes del sismógrafo respectivamente a los ejes del edificio (es más deseable siempre sujetar los detectores vertical, y el eje X del sismógrafo orientar a lo largo del eje grande del edificio).

En la página “Espectro” se representan los espectros de señales de canales de medición para la evaluación visual de los resultados obtenidos. Los espectros obtenidos tienen dependencia de los valores instalados en los parámetros “Resolución de la frecuencia”, “Duración de la medición”, “Cantidad de mediaciones” indicados en la pestaña “Configuración”.

Gracias a los espectros de las señales se puede corregir el intervalo de frecuencia (por ejemplo, para excluir los picos secundarios).

Para representar en el espectro los gráficos de la resonancia se debe apretar el botón correspondiente.

En el espectro se puede seleccionar el momento de inicio de las mediciones con la cantidad de mediaciones predeterminadas.

Si la configuración es correcta, entonces el gráfico de espectro tiene apariencia similar al gráfico de la resonancia.

Si en los resultados del cálculo aparece el símbolo “***”, esto significa que el programa no puede incluir en el espectro obtenido el gráfico de la resonancia. Existen varias razones por la que se presenta esta situación:

• No hay un máximo local marcado por el eje de medición (para el eje Z esto puede ser una situación típica) Como regla, si los detectores están situados al lado de los elementos que sostienen el edificio, entonces la vibración por el eje Z se muestra en el espectro de forma no significativa en forma de influencia de las fluctuaciones laterales del edificio, las fluctuaciones por el eje Z se mostrarán en mayor grado, si los detectores se sitúan en los elementos de construcción que se someten a desplazamientos verticales significativos, por ejemplo, albardillas, consolas, mitad de vigas de piso y etc., pero en este caso el decremento logarítmico del decremento del decaimiento del eje Z se evaluará sólo en relación a este elemento de la construcción.
• El máximo local se observa, pero están mal indicados los límites o el nivel de control. En la pestaña “Adicional” mediante el cambio del “Coeficiente del umbral en relación a la amplitud” se puede lograr una obtención estable del gráfico de la resonancia inscrito en el espectro y como consecuencia la obtención de los resultados estables del cálculo de la frecuencia y del decremento logarítmico.

La página “Resultado” está destinada al cálculo de los parámetros.
La puesta en marcha y la detención de las mediciones se realiza apretando los botones “On” o “Off” respectivamente.

El cálculo de los parámetros se puede realizar por el terreno seleccionado. Para esto se necesita activar la parte “Cálculo por mediciones seleccionadas” e indicar el número de la primera medición y la cantidad de mediciones en la muestra, en los gráficos se mostrará el terreno seleccionado y el cálculo de los parámetros se basará en él.

Para una creación automática de informes para un modelo determinado se puede utilizar el botón “Informe”. En el archivo del informe se guarda la información numérica.

La página “Adicional” se utiliza al determinar los parámetros para un registro prolongado (no menos de 24 horas) de las señales. También los parámetros adicionales ayudarán en el caso que el algoritmo del cálculo del tono básico “se fije” a la punta secundaria o utiliza puntos excedentes.

Al activar el régimen “Registro regular de los gráficos del espectro al archivo” el programa con el intervalo predeterminado registrará los gráficos de los espectros. Esta función está realizada para el caso cuando se necesita hacer el análisis de datos con la ayuda de programas extraños.

Para registrar los datos en el formato .sqlite se necesita activar la componente “Registro de estructuras en el archivo del log”. Los datos pueden utilizarse en el programa “Trendviewer” (“Visualizador de acontecimientos”).