11801

11801

آسيب شناسي سازه¬اي در سازه¬هاي اسكلتي با استفاده از الگوريتم¬هاي فراابتكاري

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران گرايش سازه

تيرماه 1392

تيرماه 1392

دكتر علي كاوه

چكيده ساختمان‌ها، پل‌ها، سكوهاي دريايي، سدها و ديگر زير ساخت‌هاي عمراني ممكن است در طول عمر بهره برداري خود به دلايل طبيعي و يا به وسيله فعاليت‌هاي انساني دچار آسيب گردد. اگر‌اين خرابي‌ها به موقع شناسايي و تصحيح نگردند مي¬تواند باعث اختلال در عملكرد سازه، افزايش هزينه‌هاي نگهداري و در بدترين حالت ممكن است باعث تخريب كلي سازه گردد. از اينرو لازم و به صرفه است تا ابزاري براي شناسايي به موقع خرابي در سازه در اختيار باشد. در حالي كه روش¬هاي چشمي (مانند روش آلتراسونيك) نمي¬توانند خرابي را در مراحل اوليه شناسايي نمايند، داده¬هاي لرزه¬اي به اندازه كافي به آسيب¬ها (حتي اگر در نواحي پنهان و داخلي سازه باشند) حساس هستند. در اين پايان¬نامه با تشكيل مدل المان محدود سازه سالم، خرابي به صورت كاهش در سختي المان مدل مي¬گردد. با كمينه نمودن خطاي اطلاعات مودال اندازه¬گيري شده از سازه واقعي (سازه آسيب ديده) با مدل المان محدود و بهنگام نمودن مدل به كمك الگوريتم¬هاي فراابتكاري مي¬توان فرايند شناسايي خرابي را به صورت يك مسئله بهينه يابي معرفي كرد. از فركانس¬هاي طبيعي و اشكال مودي سازه براي تشكيل تابع خطا استفاده شده است. دو تابع خطاي (تابع هدف بهينه يابي) مختلف براي شناسايي خرابي در اين پاياننامه استفاده شده است. به منظور كاهش اثرات نوفهدر داده¬هاي اندازه¬گيري شده از يك تابع جريمه بهره برده شده است تا تعداد خرابي¬هايي كه به اشتباه تعيين مي¬شود به حداقل كاهش يابد. در اين پايان¬نامه دو الگوريتم ازدحام ذرات و الگوريتم جستجوي ذرات باردار براي حل مسئله بهينه¬يابي توسعه يافته¬اند. چندين مثال عددي در سازه¬هاي اسكلتي گوناگون با سناريوهاي خرابي متفاوت انجام شده است. نتايج نشان دهنده كارايي مناسب روش¬هاي پيشنهادي مي¬باشد. همچنين هر دو الگوريتم بهينه يابي در اغلب موارد نتايج مشابهي داشته¬اند، با اين وجود در برخي موارد الگوريتم جستجوي ذرات باردار عملكرد مناسبتري از خود نشان مي¬دهد، به ويژه زماني كه تعداد المان¬ها افزايش يافته است. واژه‌هاي كليدي:شناسايي خرابي، اطلاعات مودال، بهنگام سازي مدل، الگوريتم¬هاي فراابتكاري.