A long term observation of the technical state of building positioned in the area of coal mine exploitation using laser scanning vibrometer

• Autorzy: Staniek A.

Warianty tytułu

PL

Długookresowa obserwacja stanu technicznego budynku położonego na terenie, gdzie prowadzona jest eksploatacja górnicza, z zastosowaniem wibrometrii laserowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper a long term observation of the technical state of building positioned in the area of coal mine exploitation is presented. The investigated structure was induced to vibrate using impact excitation. The points of excitation were located on two different pillars supporting the building. In order to extract dynamic parameters of the structure, experimental modal analysis was applied. The parameters of vibration resulting from this excitation were measured by a scanning laser vibrometer. To introduce and compare classical and operational modal analysis, piezoelectric accelerometers were additionally utilized. Moreover, to investigate and explain the changes in the state of the building a finite element model (FE) was built. The analysed building is situated on the terrain of underground coal mine exploitation so the aim of the research was not only to observe the state of the building, but also to analyse possible changes during the process of excavation and after its completion. The building was observed from 2009 to 2012. Identification of the state of building using a laser scanning vibrometer proved feasible and relevant from a practical point of view.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań zrealizowanych w trakcie długookresowej obserwacji stanu technicznego budynku. Badany budynek był pobudzany do drgań z wykorzystaniem wymuszenia impulsowego. Punkty wymuszenia zlokalizowane były na dwóch filarach podtrzymujących kondygnację budynku. Parametry drgań mierzone były z zastosowaniem skanującego wibrometru laserowego. Aby umożliwić porównanie wyników uzyskanych dla klasycznej i eksploatacyjnej analizy modalnej dodatkowo na ścianie budynku zamocowano piezoelektryczne przetworniki drgań. Ponadto, aby umożliwić diagnozę i lokalizację zmian stanu technicznego utworzony został model elementów skończonych badanego obiektu. Badany budynek położony jest na terenie, na którym prowadzona jest podziemna eksploatacja górnicza. W związku z tym celem badań było nie tylko diagnozowanie stanu technicznego budynku ale również monitorowanie wpływu eksploatacji górniczej na badaną konstrukcję. Budynek badany był w latach 2009 – 2012. Badania z wykorzystaniem wibrometrii laserowej uznano za przydatne do określania zmian stanu technicznego obiektu jak i praktycznie uzasadnione.

Słowa kluczowe

EN

modal analysis; building structure; scanning vibrometer; non-destructive testing

PL

analiza modalna; struktura budowlana; wibrometr laserowy; badanie nieniszczące

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 15, No. 1
• Strony: 17--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Staniek A.

• Główny Instytut Górnictwa, Pl. Gwarków 1, 40-166 Katowice

Bibliografia

• [1] Byron F.W., Fuller R.W. Mathematics in Classical and Quantum Physics. PWN, Warsaw, Poland, 1975.
• [2] Ewins D.J. Modal Testing: Theory, Practice and Application. Research Studies Press Ltd., England, 2000.
• [3] Uhl T. Computer Aided Identification of Mechanical Models. WNT, Poland, 1997.
• [4] Remington P. J.. Encyclopedia of Acoustics. John Wiley & Sons, New York, Vol. 2, 715-734, 1997.
• [5] Test.Lab User Manual, LMS, Lueven, 2009.
• [6] Bochniak W., Uhl T., Lisowski W. Problems with Refinement of Finite Element Models. AGH Kraków, Poland, 1999.
• [7] Brandt S. Statistical and Numerical Methods of Analysis of Experimental Data, PWN, Warsaw, Poland, 1974.
• [8] Silva J. M. M., Maia N. M. M. Modal Analysis and Testing. Research Studies Press Ltd., England, 1999.
• [9] Maia, N.M.M., Silva, J.M.M. Theoretical and Experimental Modal Analysis. Research Studies Press Ltd., England, 1997.
• [10] Chmielewski T., Zembaty Z. The Fundamentals of Building Structures. Arkady, Warszawa, Poland, 1998.
• [11] Uhl T., Lisowski W. In Operation Modal Analysis with Applications. AGH Kraków Poland, 1999.
• [12] Uhl T., Kurowski P. In Operation Modal Analysis VIOMA. AGH Kraków, Poland, 2000.
• [13] Staniek A. Non destructive Testing of Building Objects Positioned in the Area of Coal Exploitation. Structural Health Monitoring II, Key Engineering Materials, Vol. 518, p. 228-237, 2012.
• [14] ANSYS User Manual. 2012.