11142

11142

كنترل هوشمند سازه هاي آسيب ديده با روش سلامت سازه اي

دكتري

عمران - سازه

بهمن ماه 1391

بهمن ماه 1391

دكتر فريدون اميني

چكيده در اين تحقيق روش جديدي براي شناسايي آسيب به طور محلي/ كلي در مدل المان محدود سازه¬ها با بكارگيري تعداد حسگرهاي محدود ارائه مي¬گردد. پارامترهاي سازه¬اي شامل ماتريس¬هاي جرم، سختي و ميرايي با استفاده از پارامترهاي ماركوف سيستمِ شناسايي شده محاسبه مي¬شوند. پارامترهاي سازه¬اي شناسايي شده، بطور مستقيم با پارامترهاي ماركوف سيستم، مكان محرك¬ها و مكان حسگرها مرتبط است. همچنين در اين روش بين پارامترهاي سازه¬اي شناسايي شده و شكل¬هاي مودي سازه رابطه صريحي وجود ندارد. بنابراين بر خلاف ساير روش¬هاي شناسايي آسيب كه در آن¬ها شكل¬هاي مودي نقش بسزايي دارند؛ در اين روش نيازي به نصب حسگر در تمام درجه¬هاي آزادي براي اندازه¬گيري پاسخ¬ها و شناسايي شكل¬هاي مودي سيستم نمي¬باشد. در سال¬هاي اخير تركيب دو روش بررسي سلامت سازه¬اي و استراتژي كنترل ارتعاش سازه¬ها مورد توجه محقق¬ها قرار گرفته است. تا به حال تمام مطالعه¬هاي انجام شده در زمينه تركيب اين دو روش در راستاي بكارگيري الگوريتم¬ها و تجهيزات كنترلي جهت كمك به الگوريتم¬هاي شناسايي سيستم و جستجوي خرابي در سازه¬ها بوده است. در اين تحقيق بر خلاف مطالعه¬هاي قبلي انجام شده، از روش لحظه¬اي بررسي سلامت سازه¬اي براي بهبود عملكرد كنترل ارتعاش سازه¬ها استفاده مي¬گردد. همچنين الگوريتم¬هايي براساس تركيب روش لحظه¬اي بررسي سلامت سازه¬اي و استراتژي كنترل نيمه فعال براي كاهش همزمان آسيب و پاسخ¬هاي ديناميكي در سازه¬ مطرح مي¬شود. در اين الگوريتم¬ها رفتار غيرخطي سازه ساختماني در طول مدت القاي تحريك خارجي شبيه¬سازي مي¬گردد. سپس با استفاده از پاسخ¬هاي اندازه¬گيري شده و روش شناسايي خسارت براساس پارامترهاي ماركوف سيستمِ شناسايي شده، خرابي در المان¬هاي سازه ساختماني شناسايي مي¬شود. مقدار نيروي كنترل ايجاد شده توسط تجهيزات كنترل نيمه فعال براساس مقدار خرابي ايجاد شده در سازه به گونه¬اي تنظيم مي¬گردد كه آسيب در المان¬هاي سازه¬اي و پاسخ¬هاي ديناميكي ناشي از زلزله¬هاي شديد را كاهش دهد. نتايج نشان مي¬دهد كه روش شناسايي خسارت پيشنهادي، با استفاده از تعداد حسگرهاي محدود و در شرايط آلوده بودن داده¬هاي اندازه-گيري شده به نويز، مكان، مقدار و نوع آسيب را به دو صورت محلي و كلي بطور موثري شناسايي مي¬كند. همچنين الگوريتم¬هاي كنترل پيشنهادي، مقدار خسارت ايجاد شده در المان¬هاي سازه و پاسخ¬هاي ديناميكي سيستم را تحت اثر زلزله¬هاي شديد بطور قابل توجهي كاهش مي¬دهد. واژه¬هاي كليدي: نظارت سلامت سازه¬اي لحظه¬اي، استراتژي كنترل نيمه فعال، پارامترهاي ماركوف، حسگرهاي محدود، ميراگر نيمه فعال MR، دستگاه نيمه فعال با سختي متغير (SAIVS)، شناسايي سيستم، جستجوي خسارت لحظه¬اي، كنترل خسارت.