Structural reliability assessment based on optical monitoring system: case study

Abstract

ABSTRACT Optical systems are recognized to be an important tool for structural health monitoring, especially for real time safety assessment, due to simplified system configuration and low cost when compared to regular systems, namely electrical systems. This work aims to present a case study on structural health monitoring focused on reliability assessment and applying data collected by a simplified optical sensing system. This way, an elevated reinforced concrete water reservoir was instrumented with a bi-axial optical accelerometer and monitored since January 2014. Taking into account acceleration data, the natural frequencies and relative displacements were estimated. The reliability analysis was performed based on generalized extreme values distribution (GEV) and the results were employed to build a forecast of the reliability of the water elevated reservoir for the next 100 years. The results showed that the optical system combined with GEV analysis, implemented in this experimental work, can provide adequate data for structural reliability assessment.RESUMO Sistemas óticos são reconhecidos como uma importante ferramenta para a monitorização estrutural, especialmente para avaliação da segurança em tempo real, devido a configuração simplificada e o baixo custo destes sistemas quando comparado com sistemas usuais, nomeadamente sistemas elétricos. Este trabalho tem por objetivo apresentar um caso de estudo sobre monitorização estrutural focado na avaliação da fiabilidade através da utilização de um sistema sensorial ótico simplificado. Dessa forma, um reservatório elevado de água de concreto armado foi instrumentado com um acelerómetro ótico biaxial e monitorado desde janeiro de 2014. Tendo em conta os dados de aceleração, as frequências naturais e os deslocamentos relativos foram calculados. Neste trabalho, a análise de fiabilidade é realizada baseada na distribuição de valores extremos e os resultados obtidos são ainda utilizados para a predição sobre a segurança estrutural do reservatório de água para os próximos 100 anos. Os resultados mostraram que o sistema ótico de monitorização implementado neste trabalho combinado com a análise por distribuição dos valores extremos pode fornecer dados adequados para a avaliação da fiabilidade estrutural.