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  • (从左至右):米。纳菲toksöz,教授,地球,大气与行星科学(EAPS)的部门;口服buyukozturk,教授,土木与环境工程(CEE)的部门;和郝阳,中东欧国家的博士后。绿色建筑,在他们身后,有36个加速计记录振动和运动选定楼层,从建筑的基础,它的屋顶。

    (从左至右):米。纳菲toksöz,教授,地球,大气与行星科学(EAPS)的部门;口服buyukozturk,教授,土木与环境工程(CEE)的部门;和郝阳,中东欧国家的博士后。绿色建筑,在他们身后,有36个加速计记录振动和运动选定楼层,从建筑的基础,它的屋顶。

    照片:何塞路易斯·奥利瓦雷斯/ MIT

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  • CEE博士后浩坐在太阳在绿色建筑的楼梯间。在安装于天花板上的右侧是用于监视建筑物中的加速度计中的一个。

    CEE博士后浩坐在太阳在绿色建筑的楼梯间。在安装于天花板上的右侧是用于监视建筑物中的加速度计中的一个。

    照片:何塞路易斯·奥利瓦雷斯/ MIT

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  • 豪太阳保持传感器的一个例子。 “我设想,在未来,这样的监控系统将在所有的建筑物仪表,全市范围内,说:”阳光下。 “传感器和中央处理算法的装备,这些建筑将成为智能化,会感到自己的健康实时,可能是有弹性的极端事件。”

    豪太阳保持传感器的一个例子。 “我设想,在未来,这样的监控系统将在所有的建筑物仪表,全市范围内,说:”阳光下。 “传感器和中央处理算法的装备,这些建筑将成为智能化,会感到自己的健康实时,可能是有弹性的极端事件。”

    照片:何塞路易斯·奥利瓦雷斯/ MIT

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  • (从左至右):EAPS教授米纳菲toksöz,CEE教授口服buyukozturk,和CEE博士后豪的太阳。

    (从左至右):EAPS教授米纳菲toksöz,CEE教授口服buyukozturk,和CEE博士后豪的太阳。

    照片:何塞路易斯·奥利瓦雷斯/ MIT

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新的模型,建筑物可能“意义上的”内伤

(从左至右):米。纳菲toksöz,教授,地球,大气与行星科学(EAPS)的部门;口服buyukozturk,教授,土木与环境工程(CEE)的部门;和郝阳,中东欧国家的博士后。绿色建筑,在他们身后,有36个加速计记录振动和运动选定楼层,从建筑的基础,它的屋顶。

系统预测MIT最高的建筑物是如何响应的振动,可以帮助监视的压力随着时间的推移。


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当货车由建筑隆隆,振动可以行驶到结构的屋顶,再下来,穿过居间地板和横梁产生短暂的震颤。

现在,研究人员在澳门太阳城最新网站已经开发出一种计算机模型,使这样的环境振动的感觉,在给建筑物的稳定性的迹象噪声挑选出的关键功能。该模型可用于监测损伤或机械应力的迹象建筑物随时间。小组的研究结果是在该杂志的机械系统和信号处理网上公布。

“更广泛的含义是,像地震事件后,我们会看到这些功能立即变化,如果哪里有在系统的损害,说:”口服buyukozturk,在民用和环境工程的澳门太阳城最新网站系教授( CEE)。 “这提供了连续监测,这将是像建设健康书数据库,作为时间的函数,就像一个人的年龄变化的血压。”

buyukozturk的合着者豪太阳,一个CEE博士后谁是论文的第一作者;的Aurelien m要么dret,地球,大气与行星科学(EAPS)的部门的博士后;赫尔曼·普列托,塞西尔和EAPS IDA绿色职业发展助理教授;和米。纳菲toksöz,一个EAPS教授。

以生命体征

小组检测了澳门太阳城最新网站的绿色建筑及其计算模型 - 一个21层的科研大楼钢筋混凝土完全由。该建筑的设计在20世纪60年代由建筑师和澳门太阳城最新网站明矾肌肉注射PEI '40,并随时在马萨诸塞州剑桥市的最高建筑。在2010年,toksöz和其他人在澳门太阳城最新网站与美国地质调查工作来装备绿色建筑与36周的加速计记录振动和运动选定楼层,从建筑的基础,它的屋顶。

“这些传感器表示嵌入神经系统,” buyukozturk说。 “面临的挑战是来自传感器的数据中提取生命体征,并将其链接到一个建筑物,它已在工程领域挑战的健康特性。”

要做到这一点,该团队首先建立了绿色建筑的计算机模拟,在有限元模型的形式 - 这代表着一个庞大的物理结构进行了数值模拟,其所有的基本物理特性,如更小,更简单细分的集合。在绿色建筑的情况下,研究人员建立了一个高保真的有限元模型,然后插入各种参数到模型中,包括在每个楼层的强度和混凝土墙,板,梁的密度,和楼梯。

作为模型的设计,研究人员应该能够在模拟中引入激励 - 例如,卡车般的震动 - 与模型所预测如何在建筑物和各种元素应该响应。

“但模型使用了很多关于建筑的材料,它的几何形状,其元件的厚度,等等假设,这可能不完全对应于结构中,” buyukozturk笔记。 “因此,我们正在更新与实际测量的模型能够给出什么可能发生的建设更好的信息。”

开采的特点

更准确地预测建筑物的响应于环境的振动,该组从绿色建筑物的加速度计所挖掘的数据,寻找直接对应于建筑物的刚度或健康的其他指标的关键特征。有效地做到这一点,团队开发与描述的振动的模式如何改变,它从地面到屋顶传播地震干涉概念的新方法。

“我们看的基础水平,看看运动的卡车,例如,造成那里,然后振动如何向上行进和水平,在速度和方向,” buyukozturk解释。

研究人员每次加入这个方程其绿色建筑的模型和运行模型多次,一组由加速度计在给定时间点进行测量。在所有的组插入该是在2015年5月连续接管一两个星期内的模型的振动测量。

“我们不断地使我们的计算系统,随着时间的推移更加智能,更多的数据,” buyukozturk说。 “我们相信如果在建筑物的损坏,它会在我们的系统中显示出来。”

智能楼宇

所以如何把绿色建筑,因为它的建筑超过50年前的表现?

“建筑是安全的,但它是受了不少的振动,特别是在楼上,” buyukozturk说。 “建筑,这是建立在软土,是在一个方向上长且窄于其他每端硬混凝土墙。因此,它体现扭转运动和摇摆,尤其是在大风天,”他说。

该团队计划,以验证其计算模型,在实验室的实验。研究人员构建了一种建筑结构,他们将与加速度计穿搭一个4米高的复制品。他们将研究环境振动的影响,以及结构如何响应锤打击和其它地震刺激。该小组还架设大型钢结构沃本,马萨诸塞州,大约有手机塔的大小,并会进行类似的实验,这将最终帮助细化研究人员的计算模型。  

“我设想,在未来,这样的监控系统将在所有的建筑物仪表,全市范围内,”主要作者郝阳说。 “传感器和中央处理算法的装备,这些建筑将成为智能化,会感到自己的健康实时,可能是有弹性的极端事件。”

这项研究资助,部分通过澳门太阳城最新网站能源问题的倡议荷兰皇家壳牌公司,并通过对科学的进步和对自然资源和环境的科威特-MIT中心的基础科威特科威特-MIT签名的项目。


主题: 算法, 建筑, 校园建筑和建筑, 土木与环境工程, 计算机建模, EAPS, 工程系统, 研究, 工程学院, 科学学院, 可持续性

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