ارزيابي اثر عدم قطعيت در نيمه گيرداري اتصالات اسكله باز ساحلي بر اساس بهينه يابي مساله بروزرساني مدل المان محدود

Evaluating the uncertainties in the semi-rigidity of connections of the pier base to optimization of finite element model updating

ارزيابي مشخصات و تغيير در خصوصيات مكانيكي سازه‌هاي مهندسي، مستلزم ردگيري دقيق رفتار ديناميكي اين سازه‌ها به منظور شناخت و جلوگيري از آسيب‌هاي سازه‌اي احتمالي در طول عمر بهره‌برداري آنها مي‌باشد. اين مهم در ارتباط با قابهاي فضايي مورد استفاده در ساخت سازه‌هاي ساحلي نظير اسكله‌هاي باز، به علت قرارگيري در شرايط بارگذاري خاص محيط دريايي، از پيچيدگي و عدم قطعيت بيشتري برخوردار است. از جمله عوامل عدم قطعيت در شناخت عملكرد ديناميكي اسكله‌ها، مربوط به ميزان نيمه‌گيرداري اتصالات عرشه به پايه‌ها مي‌باشد كه با توجه به تمركز عمده جرم در عرشه تاثير به سزايي در پاسخ‌هاي سازه دارد. بنابراين، مطالعه روش‌هاي جديد كارآمد در شناسايي و ارزيابي دقيق اين پارامتر عدم قطعيت، جهت ارتقاء روش‌هاي بروزرساني مدل‌هاي عددي، از اهميت بالائي برخوردار است. در پژوهش حاضر رفتار مكانيكي مدل يك اسكله ساحلي به صورت عددي و آزمايشگاهي مورد مطالعه قرار گرفت. آزمايش‌هاي مربوط به تحليل مودال تجربي جهت استخراج پاسخ‌هاي سازه صورت پذيرفت. همزمان، مدل عددي سازه در ANSYS و MATLAB تهيه و براساس آن تحليل مودال عددي انجام گرفت. سپس بر اساس حل مسئله بهينه‌سازي توسط الگوريتم كلوني مورچگان پيوسته (ACOR) نسبت به بروزرساني مدل اجزاي محدود سازه، با تعيين درصدهاي گيرداري اتصالات اقدام گرديد. نتايج حاصله مبين صحت فرض عدم گيرداري كامل اتصالات عرشه به پايه‌ها بود. همچنين بر اساس حل مسئله توسط الگوريتم كلوني مورچگان مدل بروزرساني شده انطباق‌پذيري خيلي بهتري با مدل آزمايشگاهي داشت.

The detection of changes in the dynamic behavior of structures is an important issue in structural safety assessment. Deployment and servicing of marine and coastal structures such as piers in the marine environment constantly changing, requires understanding the dynamic behavior of these structures to prevent possible damage. Among the factors of uncertainty in understanding the dynamic performance of piers is uncertainties related to semi-rigid connection of deck to piles. According to this fact that the main mass of the structure is on deck, the connection of deck to piles is very important. In this study, experimental and numerical models of beach piers were studied. A test on experimental modal analysis was performed to determine the response of structures. A numerical model of the structure was prepared and theory of modal analysis was performed on it. Then, based on solution of optimization problem using Continuous Ant Colony Algorithm, the percentages of semi-rigid connections were determined and model was updated. Results show that the connection is not fully rigid. The present method can be used to determine the percentage of semi-rigidity of connections and prepare the finite element model to be more adaptable to the experimental model. Updated results with this method were very close to the real model.