مقايسه انواع بهينه سازهاي فراكاوشي در تشخيص محل و شدت خرابي سازه ها

كارشناسي ارشد

همه‌ي سازه‌ها ممكن است در طي عمر بهره‌برداري خود بر اثر عوامل مختلفي از جمله خوردگي، فرسودگي مصالح، تأثير عوامل خارجي مثل زلزله، باد و بارهاي ضربه‌‌اي دچار آسيب‌ديدگي سازه‌اي شوند. تشخيص زودهنگام و به موقع اين آسيب‌ها در سازه‌ها اهميت بسيار زيادي دارد، زيرا در غير اين صورت ممكن است منجر به مختل شدن عملكرد بهره‌برداري مطلوب سازه شده و يا حتي انهدام ناگهاني ساختمان را در پي داشته باشد. از اين رو، شناسايي و بررسي آسيب‌ در سازه‌ها مبحث تحقيقي بسيار مهمي در دهه‌هاي اخير بوده است. هدف در اين مطالعه تعيين مكان و شدت آسيب با استفاده از روش‌هاي به روز رساني مدل و مشخصاً بررسي نقش نوع بهينه‌ياب و تابع هدف مي‌باشد. برخلاف مطالعات پيشين، در اين تحقيق روش به روز رساني مدل از 4 جهت مورد بررسي قرار گرفته است: 1) بررسي روش در ارزيابي سازه هاي بزرگ. براي اين منظور روش دو‌مرحله‌اي براي تعيين محل و ميزان خرابي در سازه‌هاي بزرگ خرپايي با استفاده از تبديل ويولت و روش به روز رساني مدل ارائه شده است، 2) بررسي روش در سازه‌هايي كه كرنش‌سنج پس از وقوع آسيب در آنها نصب مي‌شود. براي اين منظور روشي مبتني بر بهينه‌يابي كه هم محل و هم شدت خرابي را با استفاده از تعريف كرنش تعيين مي‌كنند، ارائه شده است. 3) بررسي كارايي روش با در نظر گرفتن عدم قطعيت‌هاي مربوط به مصالح و هندسه. براي اين منظور روشي احتمالاتي بر پايه شبيه سازي مونت كارلو با در نظر گرفتن توزيع برنولي براي عدم قطعيت ويژگي‌هاي مصالح و ابعاد سازه پيشنهاد شده است. در اين بخش احتمال تشخيص خرابي توسط روش به روزرساني مدل به صورت كمي بررسي خواهد شد. 4) در انتها، كارايي روش به روز رساني مدل در حوزه زمان ارزيابي شده است. در اين بخش بيان شده است كه روش هاي مرسوم به روز رساني مدل داراي قابليت كافي براي تشخيص خرابي نمي باشند. در ادامه براي افزايش كارايي، روش به روز رساني غيرخطي با استفاده از روش عادي سازي تيخونوف پيشنهاد شده است و در روش هاي بالا از الگوريتم هاي نوين و جديد آشكار سازي آسيب در سازه‌ها براساس فركانس ، شكل مودي و پاسخ تاريخچه زماني سازه آسيب ديده استفاده شده است و در نهايت براي نشان دادن كارايي روش پيشنهادي از مثالها و مدلسازي‌هاي عددي به روش اجزاء محدود استفاده خواهد شد. در آخر بايد اشاره شود كه بر اساس نتايج و مطالعات صورت گرفته بهينه‌ياب ها نقش تعيين كننده اي در يافتن جواب ها ندارند و تقريباً همه آنها را مي توان در مسائل تشخيص آسيب به كاربرد. در مورد تابع هدف، بايد اضافه شود كه تابع هدف هاي مختلف ارائه شده تا به امروز كارايي كافي براي حل مسائل را دارند متناسب با نوع مسئله از تابع هدف‌ها استفاده خواهد شد، حال آنكه انتخاب روش و استراتژي مناسب بسته به نوع مساله، اندازه سازه و حوزه مورد بررسي (زمان يا فركانس) مهمترين نقش را در اين مسائل دارند. واژه‌هاي كليدي: تشخيص آسيب، حوزه زمان و فركانس، به‌روزرساني مدل، بررسي احتمالاتي، روش عادي سازي تيخونوف، بهينه‌ياب‌هاي فراكاوشي، عدم قطعيت.

190093

دانشگاه علم و صنعت ايران

سازه

دكتر غلامرضا قدرتي اميري - دكتر احمد نيكنام