Metaheuristic algorithms for damage identification in real sized structures

107 σ.Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.)Ο σκοπός αυτής της εργασίας είναι η εφαρμογή μεταευρετικών αλγορίθμων για την αναγνώριση ζημιών σε ρεαλιστικές, όσον αφορά το μέγεθος , την απόκριση των μελών και τον τρόπο προσέγγισης ιδιοτιμών, ( μια περίπτωση ενός διώροφου μεταλλικού κτιρίου εξετάζεται προσεγγίζοντας τις ιδιοσυχνότητες με τη μέθοδο των υποφορέων) κατασκευές πολιτικού μηχανικού καθώς και να επανεξετάσει τις βασικές θεωρίες και υποθέσεις. Οι δύο τεχνικές για την αναγνώριση ζημιών προτείνονται. Το πρόβλημα της αναγνώρισης ζημιών αποτελεί αντίστροφο πρόβλημα , όπου μπορεί κανείς να αναμένει πολλαπλές λύσεις. Προτείνεται , ένας αλγόριθμος διακριτών τιμών ώστε να ελέγχεται ο μέγιστος αριθμός βλαμμένων στοιχείων για την αναζήτηση . Όταν το μέγεθος ή / και ο αριθμός των ζημιών αυξάνει οι υπάρχουσες μέθοδοι ( κυρίως ευαισθησίας μεθόδων που απορρέουν από την πρώτη θεωρία διαταραχών) παράγουν περισσότερες ζημιές , από αυτές που υπετέθησαν . Μια τεχνική χρησιμοποιώντας τον χώρο του πυρήνα του πίνακα ευαισθησίας (ο οποίος θεωρείται συνάρτηση των συντελεστών ζημιάς) προτείνεται έτσι ώστε να μπορεί κανείς να παρακολουθεί τις πολλαπλές λύσεις βρίσκοντας σενάρια με λιγότερα βλαμμένα στοιχεία .The scope of this thesis is to apply metaheuristic algorithms for damage identification in realistic regarding size, member response and eigenvalue approximation (a case of a two-storey steel frame building is examined approximating the eigenvalues via substructuring) civil engineer structures as well as reviewing some of the basic theories and assumptions made. Two techniques for damage identification are proposed. The problem of damage identification is an inverse problem where one may expect multiple solutions. A discrete value algorithm is proposed in order to control the maximum number of damaged elements for the search. When size and/or number of damages increases the existing methods (mainly sensitivity methods derived from first order perturbation theory) produce more damages then the ones alleged. A technique using the null space of the sensitivity matrix (which is considered a function of the damage factors) is proposed so one can track the multiple solutions finding cases with fewer damaged elements.Σταύρος Ε. Χατζηελευθερίο