ارائه روشي نوين براي شناسايي خرابي در اتصالات تير به ستون و پاي ستون قاب فولادي

A new damage identification method in beam to column connections and column base connections of steel frame

در تحقيق حاضر يك روش موثر براي شناسايي خرابي اتصالات تير به ستون و پاي ستون قاب فولادي ارائه شده است. براي مدلسازي اتصالات از فنرهاي دوراني استفاده گرديده كه آسيب بصورت كاهش در ضريب سختي فنرها در نظر گرفته شده است. پس از مدلسازي المان محدود قاب هاي مورد مطالعه در محيط نرم افزار متلب، تحليل مودال بر روي قابهاي مورد مطالعه انجام گرفته است. براي در نظر گرفتن خرابي در محل اتصالات سه حالت خرابي فرضي در نظر گرفته شده است. براي تشخيص موقعيت و مقدار خرابي هاي فرض شده در اتصالات يك مسئله بهينه يابي رابطه سازي شده است. براي حل اين مسئله از الگوريتم نوين شعله پروانه كه داراي دقت و سرعت بالايي است استفاده مي شود. قابهاي مورد مطالعه شامل يك قاب فولادي چهار طبقه و يك قاب فولادي نه طبقه است. در قابهاي مورد مطالعه خرابي هايي در محل اتصالات تير به ستون و پاي ستون فرض گرديد و سپس با روش ارائه شده مقدار و محل آسيب فرض شده در اتصالات شناسايي گرديد. نتايج بدست آمده بيانگر يك روش سودمند براي شناسايي خرابي در محل پاي ستون و اتصالات قاب هاي فولادي است كه مي تواند با دقت بالايي محل و ميزان آسيب در اتصالات را شناسايي نمايد.

In the present study, an effective method for damage detecting in beam to column connections and column to the ground connections is presented. Rotational springs are used to model the joints (beam to column and column to the ground) of the steel frame. After finite element modeling of the studied frames in Matlab software environment, modal analysis was performed. To identification of joint damages, an optimization problem formulated to identify location and severity of damages. A new optimization algorithm called moth-flame algorithm with high accuracy and speed is used to solve this problem. The joint damages modeled through the reduction of the rotational stiffness factors. To show the performance of presented approach, two frames consist of a four-story steel frame and a nine-story steel frame have been investigated. In the studied frames, damage was assumed at the beam to column connections and column to the ground connections and then the severity and location of damage at the assumed joint were identified by the proposed method. The results indicated that the proposed method is robust to detect damage in beam to column connections and column to the ground connections that can accurately identify the location and severity of damage at the joints.