|
|
|
|
پایش برخط سلامت سازه‌های دارای رفتار هیسترتیک غیرخطی زوال یابنده با بهره‌گیری از فیلتر کالمن بی‌رد (ukf)
|
|
|
|
|
|
|
|
نویسنده
|
امینی تهرانی حامد ,بخشی علی
|
|
منبع
|
مهندسي عمران شريف - 1399 - دوره : 36-2 - شماره : 3/2 - صفحه:97 -108
|
|
چکیده
|
پایش سلامت سازه‌ها پس از یک رخداد مهم، مانند وقوع زلزله‌های متوسط تا شدید امری بسیار ضروری است. در بسیاری از سازه‌ها و به‌ویژه سازه‌های بتنی، رفتار هیسترتیک غیرخطی توام با بروز پدیده‌هایی مانند: زوال سختی و مقاومت، اثر باریک‌شوندگی (پینچینگ) و یا ترکیبی از آن‌هاست. در نوشتار حاضر، یک روش موثر به منظور تخمین اشتراکی برخط حالت و پارامتر سیستم‌های دارای رفتار هیسترتیک غیرخطی با درنظر گرفتن اثر زوال و پدیده‌ی باریک‌شوندگی پیشنهاد شده است. تخمین هم‌زمان حالت و پارامتر در روش مذکور با بهره‌گیری از ترکیب فیلترکالمن بی‌رد و روش تقریب تصادفی رابینز مونرو انجام شده است. همچنین روش پیشنهادی بر روی دو سازه‌ی برشی یک طبقه و یک سازه‌ی 3 طبقه پیاده‌سازی شده و نتایج حاصل از فرایند شناسایی ارائه شده است. نتایج شبیه‌سازی‌های انجام شده از کارایی و استحکام روش پیشنهادی در تخمین هم‌زمان حالت‌ها و پارامترهای مجهول سازه حکایت دارد.
|
|
کلیدواژه
|
پایش سلامت، هیسترتیک غیرخطی، زوال سختی و مقاومت، اثر باریک‌شوندگی، فیلتر کالمن بی‌رد، تقریب تصادفی رابینز مونرو
|
|
آدرس
|
دانشگاه صنعتی شریف, دانشکده ی مهندسی عمران, ایران, دانشگاه صنعتی شریف, دانشکده ی مهندسی عمران, ایران
|
|
پست الکترونیکی
|
bakhshi@sharif.edu
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ONLINE HEALTH MONITORING OF DETERIORATING NONLINEAR HYSTERETIC STRUCTURES USING UNSCENTED KALMAN FILTER (UKF)
|
|
|
|
|
Authors
|
Amini Tehrani H. ,Bakhshi A.
|
|
Abstract
|
Rapid assessment of structural safety and performance following the occurrence of important events such as moderate to severe earthquakes is so significant and vital and reveals the need for developing online and pseudoonline health monitoring methods. Online monitoring methods can be implemented without the need for insitu testing and expert staff to analyze the recorded data. In other words, these methods provide comprehensive information on the condition of the structure only by using the vibration data recorded by embedded sensors as well as the preset health monitoring algorithms. On the other hand, most civil structures exhibit a nonlinear response after severe incidents like earthquakes. In many cases, this nonlinear hysteretic behavior is along with stiffness deterioration, strength degradation, pinching effect, permanent plastic deformation, or a combination of them. Therefore, considering a comprehensive definition of damage that takes into account the nonlinear behavior of structures according to their type is one of the most important steps in the process of structural identification and evaluation. Various methods have been introduced in the literature for online estimation of states and parameters of nonlinear structures. However, the challenging part in most of these methods is the determination of parameters noise covariance matrix which becomes particularly important due to the increasing number of structural floors, thus increasing the number of unknown parameters. In this study, an effective method for online jointly estimation of state and parameters of nonlinear hysteretic structures with consideration of degradation and pinching phenomena is proposed. Simultaneous estimation of states and parameters is conducted using a combination of Unscented Kalman Filter as an effective estimator and RobbinsMonroe stochastic approximation technique as the parameters noise covariance matrix regulator. The abovementioned method was applied to two onestory and one threestory shear buildings and the results of the identification process were presented with emphasis on the effects of measurement noise, modeling error, and use of the MonteCarlo random simulation method. Simulation results demonstrated the accuracy and efficiency of the proposed method in online jointly estimation applications as well as the desirable capability to track hysteretic curves of each structural floor.
|
|
Keywords
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|