تحلیل مودی، فرایند تعیین فرکانسهای طبیعی، شکلهای مودی و نسبتهای میرایی یک سازه است — که مجموعاً خواص مودی آن نامیده میشوند. این فرایند بنیان تحلیل دینامیکی در مهندسی زلزله است و بهصورت تحلیلی، عددی یا تجربی انجام میشود.
تحلیل مودی، مطالعه خواص دینامیکی یک سازه برحسب فرکانسهای طبیعی، شکلهای مودی و نسبتهای میرایی مودی آن است. در تحلیل مودی تحلیلی و عددی، این خواص با حل مسئله مقادیر ویژه برای ماتریسهای جرم و سختی سازه به دست میآیند: (K − ω²M)φ = ۰. هر مقدار ویژه (ω²) یک فرکانس طبیعی و هر بردار ویژه (φ) شکل مودی متناظر را تولید میکند. برای یک سیستم با N درجه آزادی، این فرایند N فرکانس طبیعی و N شکل مودی تولید میکند که از پایینترین (بنیادی) تا بالاترین مرتب شدهاند. در عمل، فقط مودهای پایینتر — معمولاً ۳ تا ۱۰ مود نخست — بهطور قابلتوجهی در پاسخ تحت بار زلزله سهیم هستند، هرچند تعداد مورد نیاز به منظمبودن سازه و محتوای فرکانسی تحریک بستگی دارد.
تحلیل مودی محور عمل مهندسی زلزله است. در تحلیل طیف پاسخ، طیف پاسخ طراحی بهصورت جداگانه به هر مود مهم اعمال میشود و پاسخهای مودی با قواعدی نظیر SRSS (جذر مجموع مربعات) یا CQC (ترکیب درجه دوم کامل) برای برآورد پاسخ بیشینه کل ترکیب میشوند. این رویکرد در تمام استانداردهای اصلی طراحی تدوین شده و روش پرکاربرد تحلیل لرزهای ساختمانها و پلها است. تحلیل مودی همچنین برای درک پدیدههایی نظیر تشدید، جایی که فرکانس غالب حرکت زمین با یکی از فرکانسهای مودی سازه تطبیق مییابد و پاسخ بزرگنماییشده تولید میکند، ضروری است. برای سازههایی با هندسه نامنظم، ناپیوستگیهای بزرگ در پلان یا ارتفاع یا سهم قابلتوجه مودهای بالاتر، تحلیلهای پیشرفتهتر — نظیر تحلیل تاریخچه پاسخ با مجموعه کاملی از حرکات زمین — ممکن است لازم باشد.
تحلیل مودی تجربی (EMA) همتای تجربی تحلیل مودی تحلیلی است که برای اعتبارسنجی مدلها و مشخصهیابی سازههای موجود به کار میرود. این روش شامل اندازهگیری پاسخ سازه به ورودی معلوم یا نامعلوم و شناسایی خواص مودی از دادههای حاصل است. تحلیل مودی تجربی (EMA) از ورودی کنترلشده (چکش ضربه، لرزاننده) استفاده میکند و هم ورودی و هم خروجی را میسنجد که آن را برای نمونههای آزمایشگاهی و سازههای کوچک مناسب میسازد. تحلیل مودی عملیاتی (OMA) از ورودی محیطی یا عملیاتی (باد، ترافیک، ریزلرزهها) استفاده میکند و تنها به اندازهگیریهای خروجی تکیه دارد که آن را برای سازههای تماممقیاس در بهرهبرداری مناسب میسازد. روشها شامل برداشت قله، تجزیه دامنه فرکانس (FDD)، شناسایی زیرفضای تصادفی (SSI) و الگوریتم تحقق سیستم ویژه (ERA) است. در پایش سلامت سازه، تحلیل مودی بهطور پیوسته برای ردیابی تغییرات در خواص مودی در طول زمان انجام میشود و نشانگر اولیه خسارت، افت سختی یا تغییر شرایط مرزی فراهم میآورد. همین خواص مودی همچنین در بهروزرسانی مدل به کار میروند؛ جایی که مدل اجزای محدود برای تطبیق با خواص مودی شناساییشده واسنجی میشود و دقت پیشبینی آن برای سناریوهای بارگذاری آینده بهبود مییابد.