19019

۱۹۰۱۹

شناسايي محل و شدت آسيب در پل‌هاي كابلي با اطلاعات مودال ناقص

كارسناسي ارشد

زلزله

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۱/۲۸

دكتر غلامرضا قدرتي اميري- دكتر محمدعلي برخورداري بافقي

عمران

يكي از مسائل مهم كه امروزه مهندسي عمران با آن مواجه است، شناسايي آسيب در سازه‌هاي موجود است. تصميم گيري در مورد استفاده، ترميم و يا عدم استفاده از يك سازه، در ابتدا مستلزم شناسايي محل و شدت آسيب مي‌باشد. لذا شناسايي دقيق محل و شدت آسيب، در دستيابي به يك تصميم مناسب در مورد سازه‌ي مورد بررسي نقش مهمي دارد. از سوي ديگر، پل‌هاي كابلي سازه‌هاي انعطافپذير و حساسي هستند و بطور معمول براي يك طول عمر طولاني طراحي مي‌شوند، برهمين اساس، پايش سلامت پل‌هاي كابلي، از اهميت زيادي به لحاظ ايجاد شريان‌هاي ارتباطي امن، برخوردار است. در اين پايان‌نامه، در قسمت اول، سعي شده است به شناسايي محل آسيب با استفاده از روش‌هاي شناسايي آسيب بر پايه‌ي اطلاعات مودال به‌دست آمده از مدل اجزا محدود پل كابلي پرداخته شود. اين روش‌ها شامل: روش شاخص همبستگي اطمينان مودال بهبوديافته، روش انحناي مودال، روش انعطافپذيري مودال، روش شاخص خرابي مي‌باشند. در اين قسمت از يك مدل اجزا محدود سه‌بعدي پل كابلي، كه مورد صحت سنجي قرار گرفته است، استفاده شده است. در قسمت دوم، با تعريف مساله‌ي تشخيص شدت آسيب به‌صورت يك مساله‌ي بروزرساني با اطلاعات مودال و حل آن با استفاده از الگوريتم بهينه‌يابي اجتماع ذرات دموكراتيك و در نظر داشتن يك تابع هدف مبتني بر انعطاف پذيري مودال، به شناسايي آسيب و شدت آن پرداخته مي‌شود. در اين قسمت، در ابتدا براي اطمينان از صحت روش پيشنهادي، يك قاب خمشي دوبعدي 2 طبقه مورد استفاده قرار گرفته است و سپس براي هدف اصلي، يعني شناسايي شدت آسيب در پل كابلي، از ايجاد يك مدل پل كابلي دوبعدي استفاده شده است. در آخر، كارايي روش‌هاي ارائه شده در شرايط مختلف نظير وجود نوفه‌‌هاي تصادفي در داده‌هاي ورودي و همچنين اطلاعات مودال ناقص بررسي شده‌اند. واژه‌هاي كليدي: پايش سلامت سازهها ، روش‌هاي شناسايي آسيب بر پايه‌ي اطلاعات مودال ، پل كابلي، الگوريتم بهينه‌يابي اجتماع ذرات دموكراتيك

1397/04/05

Damage localization and quantification in cable-stayed bridges using incomplete modal data

6/26/2018 12:00:00 AM

The damage detection in the existing structures in the recent decades is one of the main problems that the civil engineers have encountered with. Deciding whether to use, repair or abandon a structure, requires detecting, localizing and qualifying the damage on the structure. Therefore, a precise localization and qualification of the damage, plays an important role in making a proper decision about the desired structure. On the other hand, the cable-stayed bridges are flexible and vulnerable structures and also typically are designed for a long-term use. Therefore, the health monitoring of the cable-stayed bridges is compulsory for creating a secure transportation link. In this thesis, the first part is designated to the detection and localization of the damage, using the damage detection methods based on the modal informations obtained from the finite element model of the bridge. These methods included the Enhanced Coordinate Modal Assurance Criterion, Mode Shape Curvature Method, Modal Flexibility Index Method, Damage Index Method. In the second part, we will focus on identifying the damage by defining the damage quantification as a modal updating issue with modal data, solving it by Democratic Particle Swarm Optimatization algorithm (DPSO), and regarding an objective function based on the flexible modal. Finally, we will concentrate on the usage of given ways in different situations such as random noise in inputs and incomplete modal data. Keywords: Structural Health Monitoring, Modal-Based Damage Detection Methods, Cable-Stayed Bridge, Democratic Particle swarm optimization algorithm