پایان نامه با کلید واژه های کوتاه مدت

– نتایج تشخیص آسیب در پل خرپایی فلزی در سناریو سوم 131
شکل 5-36- تاریخچه همگرایی درخرپای بلژیکی در سناریوی اول 132
شکل 5-37- خطای نتایج الگوریتم BB-BC در هر مرحله در خرپای بلژیکی و سناریوی سوم 133
شکل 5-38- مدل اجزا محدود سازه پل فولادی BOWSTRING 134
شکل 5-39- نتایج تشخیص آسیب در پل فلزی در سناریو اول 135
شکل 5-40- نتایج تشخیص آسیب در پل فلزی در سناریو دوم 135
شکل 5-41- نتایج تشخیص آسیب در پل فلزی در سناریو سوم 136
شکل 5-42- مدل اجزا محدود سازه پل فولادی خرپایی 137
شکل 5-43- نتایج تشخیص آسیب در پل خرپای فلزی در سناریو اول 138
شکل 5-44- نتایج تشخیص آسیب در پل خرپای فلزی در سناریو دوم 138
شکل 5-45- لرزاننده مغناطیسی[161] 139
شکل 5-46- محل نصب لرزاننده و سنسورهای ثبت کننده شتاب[161] 140
شکل 5-47- شکلهای مودی برگرفته از نتایج آزمایشگاهی درحالت سالم و آسیب دیده[161] 140
شکل 5-48-مقایسه نتایج تشخیص آسیب در مدل آزمایشگاهی در تطبیق با تشخیص آسیب در سناریو اول توسط الگوریتم گروه ذرات توسط روش پیشنهادی دوم 141
شکل 5-49-مقایسه نتایج تشخیص آسیب در مدل آزمایشگاهی در تطبیق با تشخیص آسیب در سناریو دوم توسط الگوریتم گروه ذرات توسط روش پیشنهادی دوم 142
شکل 5-50- مقایسه نتایج تشخیص آسیب در مدل آزمایشگاهی در تطبیق با تشخیص آسیب در سناریو اول توسط الگوریتم BB-BC توسط روش پیشنهادی دوم 142
شکل 5-51-مقایسه نتایج تشخیص آسیب در مدل آزمایشگاهی در تطبیق با تشخیص آسیب در سناریو دوم توسط الگوریتم BB-BC توسط روش پیشنهادی دوم 143
فهرست جدول
“عنوان” “صفحه”
جدول 2-1- خلاصه شیوههای تشخیص آسیب 11
جدول 5-1- سطح مقطع اعضای پل خرپایی 105
جدول 5-2- سطح مقطع اعضای پل خرپایی 106
جدول 5-3- الف- سطح مقطع اعضای پل قوسی 107
جدول 5-3-ب- سطح مقطع اعضای خرپا 107
جدول 5-4- سناریوهای مختلف درصد آسیبدیدگی اعضا 110
جدول 5-5- بارهای استاتیکی اعمالی به درجات آزادی 110
جدول 5-6- سناریوهای مختلف آسیب در پل خرپایی 113
جدول 5-7- مشخصات مصالح و سطح مقطع سازه آزمایشگاهی 116
جدول 5-8- جدول بارگذاری و اندازهگیری تغییرمکانها قبل اعمال آسیب [161] 117
جدول 5-9- سناریوهای مختلف آسیب در پل خرپایی 14 دهانه [161] 118
جدول 5-10- سناریوهای مختلف آسیب در پل خرپایی 124
جدول 5-11- سناریوهای مختلف آسیب در پل تیر شکل 127
جدول 5-12- سناریوهای مختلف آسیب در پل خرپا( BELGIAN) 130
جدول 5-13- سناریوهای مختلف آسیب در پل خرپا(BOWSTRING) 134
جدول 5-14- سناریوهای مختلف آسیب در پل خرپا 137
جدول 5-15- سناریوهای مختلف آسیب در سازه آزمایشگاهی[161] 140
فصل اول- کلیات
1-1- مقدمه
وقوع بارگذارىهاى ناگهانى و ویژه نظیر باد و زلزله، آسیبهاى مختلفى را در سازهها ایجاد مىنماید و رخداد چنین خسارات و نواقصى در سازه سبب تغییر مشخصات و رفتار سازه مىگردد. همچنین گذشت زمان و شرایط محیطى نیز سبب فرسایش و زوال مصالح سازهها و در نتیجه تغییر مشخصات آنها مىگردد. موارد مذکور سبب شده است تا شناسایى خصوصیات سیستم، تشخیص آسیب موجود در آن (شدت، نوع، زمان و محل آسیب) و پایش سلامت سازه1 به یکى از مسائل مهم در علوم مهندسى، از جمله مهندسى عمران بدل گردد.
به بیان دیگر بررسی رفتار سازههای مهم نظیر پلها، سدها تحت بارهای عادی و یا بارهای خاص مانند زلزله برای مهندسین ممکن گردیده که موجب تشخیص آسیب در سازهها به عنوان زیر مجموعهای در این بحث شده است. در این راستا با در اختیار داشتن پاسخهای سازه قبل و پس از آسیب میتوان شدت، نوع و محل آسیب را بدست آورد.
از آنجا که آسیب ایجاد شده در سازه تاثیر مستقیمى بر خصوصیات و مشخصات سازه مىگذارد، سلامت سازه به نوع، شدت و محل آسیب ایجاد شده در آن وابسته بوده و به همین سبب توانایى تشخیص آسیب ایجاد شده در سیستمهاى مختلف سازهای از جمله ساختمانها یکى از موضوعات مهم و قابل توجه به شمار مىرود. منظور از آسیب، ایجاد هرگونه تغییر در خصوصات سیستم بوده به گونهاى که رفتار آن نسبت به وضعیت اولیه تغییر نماید. این تعریف در سازهها، به تغییرات خصوصیات مصالح یا هندسه سازه که کارایی سازه در حال و آینده را مختل مىسازد، محدود میگردد. با نظر به آنچه که اشاره گردید، مباحث شناسایی خصوصیات سیستم، تشخیص آسیب ایجاد شده و پایش سلامت سازهها بصورت وابسته بوده و گاهی بطور همزمان مورد توجه قرار میگیرند.
از آن جا که کشور ما در یکى از مناطق لرزهخیز جهان قرارگرفته است، علاوه بر سایر آسیبها بیشترین آسیبی که در سازهها رخ میدهد در اثر زلزله مىباشد. اگرچه این آسیبها ممکن است چندان واضح نباشد که قابلیت شناسایی توسط بازدیدهاى میدانى را داشته باشد، اما مىتواند تغییراتى در خصوصیات سازه ایجاد نماید که سبب کاهش سطح عملکردى سازه موجود در زلزلههاى بعدى گردیده و حتى اسباب تخریب کلى سازه در زلزلههاى آینده را فراهم آورد. لازم به ذکر است که عدم شناسایی به موقع آسیب موجب از حیز انتفاع افتادن سازه و تحمیل هزینه اقتصادی به لحاظ ساخت مجدد سازه خواهد شد. در خصوص سازههای خاص و شریانهای حیاتی علاوه بر مشکلات اقتصادی، معضلات اجتماعی و یا حتی سیاسی را نیز میتواند در بر داشته باشد. برای روشن شدن اهمیت پایش سلامت سازه میتوان آن را با آزمایشات تشخیصی پزشکی برای حصول اطمینان از سلامت انسان قیاس نمود.
در گذشته از روشهاى گوناگونى به منظور بررسى سلامت سازهها استفاده شده است که عموماً شامل مشاهدات میدانى و آزمایشهای محدود شامل آزمایشهاى مخرب و غیرمخرب بودهاند. اما پیش شرط لازم براى انجام چنین آزمایشهایی حدس محدوده آسیب ایجاد شده سازهها و در دسترس بودن آن مىباشد که بنابراین نتایج ناشى از آنها کاملاً وابسته به حدس درست محل احتمالی آسیب هستند. علاوه بر این، انجام این آزمایشها نیاز به ابزارهایى دارد که این امر سبب افزایش هزینههاى انجام آنها مىگردد. بنابراین تعداد آزمایشهاى انجام شده جهت بررسى سازه مىبایست به حداقل مقدار لازم کاهش داده شوند. از سوى دیگر، مهارت کاربر نیز در دقت نتایج بدست آمده، نقش مستقیم داشته و سبب ضعف بیشتر این آزمایشها در تشخیص آسیب و شناسایی مشخصات سازه مىگردد. همچنین به دلیل کیفى بودن نتایج بدست آمده، این آزمایشها نمىتوانند تخمینى از تغییرات به وقوع پیوسته در خصوصات دینامیکى سازه آسیب دیده، بدست دهند.
با پیشرفت علم، با بهرهگیری از اطلاعات استاتیکی ثبت شده در سازهها و تغییرات آن به تعیین خواص سازه با اینگونه ثبتها قدم برداشته شد. همچنین پس از آنکه دانشمندان به سمت استفاده از دادههاى ارتعاشى براى پیداکردن خواص دینامیکى سازهها پیش رفتند، با انجام آزمایشهاى ارتعاشات محیطى و یا تحریکات اجبارى تا حدود زیادى موفق به دست آوردن خواص دینامیکى سازهها گردیدند و بدین ترتیب پس از وقوع پدیدههای طبیعی همچون زلزله با این روشها خواص دینامیکى سازه را محاسبه کرده و از مقایسه نتایج آنها با نتایج بدست آمده از آزمایشهاى صورت گرفته قبل از زلزله به میزان آسیبى که در سازه اتفاق افتاده بود، پى مىبردند. البته با استفاده از این روشها تنها تا حدودى امکان بررسی وضعیت سازه قبل و بعد از یک حادثه، مثلأ زلزله، قابل اندازه گیرى بود و هنوز امکان دستیابى به چگونگى تغییرات خواص سازه در طول رخداد زلزله ممکن نبود، امرى که جهت حفظ سلامت سازه در حین زلزله بسیار حیاتى است. همچنین استفاده از آزمایشهای ارتعاشات اجبارى و محیطى هزینههاى زیادى را نیز طلب مىکردند که با این وجود از آن جا که تحریک اعمال شده در این آزمایشها در مقایسه با تحریکات زلزله بسیار کوچک مىباشند، لذا تصویر واضحى از تغییرات ایجاد شده در مشخصات سازه پس از زلزله بدست نخواهند داد.
بنابراین هدف از این پژوهش آن است که با پیشنهاد رویکردی جهت شناسایى خصوصیات سازه، با بکارگیری الگوریتمهای تکاملی روشی برای تشخیص محل و شدت آسیبهاى رخداده بر پایه اطلاعات (دادههای) استاتیکی یا دینامیکی ارائه گردد.
بنابراین دو روش پیشنهادی با استفاده از دادههای استاتیکی و دینامیکی سازههایی به شکل پلهای با قدمت بیشتر موجود انتخاب گردید. اشکال انتخابی شامل پل تیر شکل، چهار شکل متفاوت پل خرپایی و پل قوسی میباشند. در نهایت روند تشخیص آسیب با تشکیل تابع هدف و بهینه سازی آن توسط چهار الگوریتم متفاوت( برای اطمینان به تابع هدف انتخابی و کاهش اثرات نوع الگوریتم) انجام گردید.
1-2- پایش سلامت سازهها
اگر مراحل ثبت دادهها به صورت دائم و یا دوره ای صحیح صورت گیرد نشانگر عملکرد سازه است. پایش سلامت سازه به سه حالت زیر صورت می پذیرد.
1- کوتاه مدت
2- میان مدت
3- بلند مدت
البته تمام این موارد میتواند در کل سازه و یا به صورت محلی صورت پذیرد.
مهندسان سازه مدت طولانى است که تلاش کردهاند تا با استفاده از دادههاى موجود و ابزارهای مناسب، آسیب را در سازهها شناسایى کنند.
پایش سلامت در سازه ها با جواب به سوالات زیر توص‍یف م‍ی شود:
1ـ آیا آسیب در سازه وجود دارد؟
2ـ موقع‍یت آسیب در سازه کجاست؟
3ـ نوع آسیب موجود چ‍یست ؟
4ـ شدت آس‍یب چقدر است؟
بعد از شناسایی آسیب، سازه باید با درنظر گرفتن وضع‍یت موجود مورد تحل‍یل قرار گ‍یرد و م‍یزان کارایی سازه سنج‍یده شود و در صورت لزوم نسبت به تعم‍یر و تقویت سازه اقدام شود.
1-3- آسیب در پلها
آسیب یکى از لغات بحث برانگیز در زمینه پایش سلامت سازهها مىباشد. به طور کلى “آسیب”؛ ایجاد تغییر دائم در مشخصات سازه از جمله سختى، مقاومت، خصوصیات دینامیکى و یا کاهش سطح عملکرد سازه نسبت به حالت اولیه آن مىباشد.
براى پلها آسیب می تواند مربوط به جابجایى نسبى بین عرشه و کوله و تغییر رفتار اعضاى سازهاى مىباشد. براى تشخیص آسیب روشهاى مختلفى ارائه شده است که از بین آنها تغییرات در خصوصیات مودى نظیر فرکانسهای مودى و اشکال مودى و همچنین به روزرسانی ماتریسهاى مشخصه سازه (ماتریس جرم، سختى و میرایی) و تغییرات در خصوصیات ماتریس سختی را مىتوان نام برد. در تمامى روشهاى تشخیص آسیب نیاز است که ابتدا خصوصیات سازه (فضاى فیزیکى، فضاى مودی، فضاى پاسخ) پیش از آسیب شناخته شود، سپس در گام بعدى با استفاده از دادههاى بدست آمده از پاسخ سازه، مشخصات جدید شناسایى شده و با بررسى تغییرات این مشخصات تشخیص آسیب انجام گردد.
پاسخ لرزهاى سازه وابسته به مشخصات دینامیکى سازه و تحریک زلزله مىباشد، لذا پاسخ سازه با تغییر در مشخصات دینامیکى سازه، تغییر خواهد کرد. از آنجا که تغییر در مشخصات دینامیکى سازه نتیجه تغییر در سختى، میرایی و سایر ویژگىهاى سازه (که در صورت ماندگار بودن این تغییرات از آنها به عنوان آسیب یاد مىشود) مىباشد، بنابراین مىتوان نتیجه گرفت که ایجاد تغییر در پاسخ لرزهاى سازه مىتواند به دلیل رخداد آسیب در سازه باشد. البته نباید فراموش نمود که تغییرات ایجاد شده در پاسخ لرزهاى سازه ممکن است علاوه بر رخداد آسیبهاى ماندگار در سازه، مربوط به رفتار غیرخطى خاک و یا غیرخطى شدن سازه باشد، که باید به طریقى

مطلب مرتبط با این موضوع :  منابع پایان نامه با موضوعگرههای، روشهای، افزایش

دیدگاهتان را بنویسید