شماره ركورد
21985
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
21985
پديد آورنده
محدثه السادات محمدي نسب
عنوان
ارزيابي فرآيند شناسايي آسيب در سازه ها با در نظرگرفتن اثر تقارن و عدم تقارن مبتني بر استفاده از الگوريتم هاي بهينه سازي فراابتكاري
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
زلزله
تاريخ دفاع
1399/1/24
استاد راهنما
دكتر غلامرضا قدرتي اميري
دانشكده
عمران
چكيده
مهندسي عمران امكان ساخت انواع سازه¬ها و سيستم¬هاي زيربنايي را به منظور رفاه افراد جامعه فراهم كرده¬است. اين سازه¬ها ممكن است به دلايل مختلفي از جمله افزايش سن، زلزله، سيل و ساير بارهاي خارجي آسيب ببينند. آسيب در يك سازه منجر به كاهش سختي و پايداري شده و بر عملكرد مطلوب سازه تأثير منفي مي¬گذارد. لزوم نظارت برفرآيند آسيب و خرابي¬هاي ناشي از آن، منجر به توسعه روش هاي مختلف شناسايي آسيب شده¬است. به منظور شناسايي به موقع آسيب براي انجام اقدامات ترميم، بازسازي و جلوگيري از خرابي¬هاي شديد موضوع نظارت بر سلامت ساختاري مطرح مي¬گردد. از آنجايي كه اغلب سازه¬ها به علت الزامات عملكردي و زيبايي نامتقارن هستند، فرآيند شناسايي آسيب در سازه¬ها با در نظرگرفتن اثر تقارن و عدم تقارن آن¬ها موضوع مهمي است. در اين مطالعه از روش به روز¬رساني مدل براي شناسايي آسيب استفاده شده است. براساس دو پارامتر مودال يعني فركانس طبيعي و شكل مودي، سه تابع هدف تعريف شده است و سپس بهينه¬يابي توابع هدف توسط الگوريتم فراابتكاري چند وجهي انجام شد.
بايد توجه داشت كه ايجاد حالت¬هاي تقارن و عدم تقارن در سازه¬ها بسيار تنوع دارد و بررسي همه حالات محدود به يك مطالعه و يا پژوهش نمي¬شود. به طور كلي در اين مطالعه سه خرپاي مسطح متقارن، پنج خرپاي مسطح نامتقارن، دو قاب خمشي دو بعدي متقارن، ده قاب خمشي دو بعدي نامتقارن، يك قاب برشي متقارن، سه قاب برشي نامتقارن و در مجموع بيست و چهار سازه متفاوت مورد ارزيابي قرار گرفتند. هر يك از اين ازريابي¬ها با اطلاعات مودال كامل و ناقص، در حالت اعمال نوفه و بدون نوفه انجام شده است.
به طور كلي نتايج شناسايي آسيب در خرپاهاي نامتقارن نسبت به خرپاهاي متقارن بهتر است. ايجاد نامتقارني مصالح و هندسي نسبت به خط تقارن خرپا دقيق ترين نتايج را ارائه كرده است و حداكثر خطا در اين حالت 4/3 درصد (برابر با حداقل خطا در بين هشت خرپاي مدل شده) است.
درقاب¬هاي خمشي در همه حالات تقارن و عدم تقارن، تغيير در طول دهانه¬هاي عمودي قاب باعث افزايش خطا شده است. دقيق¬ترين نتايج براي قاب خمشي زماني حاصل شده است كه نامتقارني به صورت متمايز قرار دادن مشخصات مصالح تير با ستون، به همراه تغيير در طول دهانه¬هاي افقي اعمال شده است و حداكثر خطا در اين حالت 2/3 درصد (برابر با حداقل خطا در بين دوازده قاب خمشي) است.
نتايج شناسايي آسيب در قاب برشي نامتقارن نسبت به قاب برشي متقارن دقيق¬تر است و بهترين نتايج زمان اتفاقي افتاده است كه جرم طبقات متفاوت و سختي آن¬ها يكسان باشد. حداكثر خطا در اين حالت 5/3 درصد (برابر با حداقل خطا در بين چهار قاب برشي) است.
تاريخ ورود اطلاعات
1399/02/17
عنوان به انگليسي
Assessment of damage detection process in structures considering the effect of symmetry and asymmetry based on the use of metaheuristic optimization algorithms
تاريخ بهره برداري
4/13/2021 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محدثه السادات محمدي نسب
چكيده به لاتين
Civil engineering has made it possible to build a variety of structures and infrastructure for the benefit of the community. These structures and infrastructure may be damaged for a variety of reasons, including aging, earthquakes, flood and other external loads. Damage to a structure leads to reduced stiffness and stability and adversely affects the optimal performance of the structure. The need to monitor the process of damage and the resulting damages has led to the development of various methods of damage detection.The issue of structural health monitoring is addressed in order to identify the damage in a timely manner for restoration and prevention of severe damage. Since most structures are asymmetric due to functional and aesthetic requirements, the process of identifying damage to structures with respect to their symmetry and asymmetry effect is important.
In this study, the model updating method was used to identify damage. Based on two modal parameters namely natural frequency and mode shape, three objective functions are defined and then optimization of the objective functions is performed by the multi-verse meta-heuristic algorithm.
It should be noted that the formation of symmetry and asymmetry states in structures is very diverse, and the study of all states is not limited to one study or research. In this study, three symmetrical planar trusses, five asymmetric planar trusses, two symmetric two-dimensional bending frames, ten asymmetric two-dimensional bending frames, one symmetric shear frame, three asymmetric shear frames and a total of twenty-four different structures were evaluated in this study. Each of these evaluations was performed with full and incomplete modal information with noise and without noise.
In general, damage detection results in asymmetric trusses are better than symmetric trusses. Creating asymmetrically in material and geometrical properties to the truss symmetry line yields the most accurate results, with the maximum error being 3.4% (equal to the minimum error among the eight modeled trusses).
In bending frames, in all symmetry and asymmetry modes, changes in the vertical spans of the frame causes an increase in error. The most accurate results for the bending frame are obtained when asymmetrically applying by separating the beam and column material properties, with changing in the horizontal spans and the maximum error in this case being 3.2% (equal to the minimum error among the twelve modeled bending frames).
The results of damage detection in the asymmetric shear frame are more accurate than the symmetric shear frame, and the best results are obtained when the masses of stories are different and their stiffness are same. The maximum error in this case is 3.5% (equal to the minimum error between the four modeled shear frames).