ارائه روشي مبتني بر يادگيري عميق جهت بررسي وضعيت سلامت موضعي و كلي سازه هاي عمراني

كارشناسي ارشد

سازه هاي مهندسي عمران به دليل قرار گرفتن در معرض شرايط جوي و بارگذاري هاي مختلف در طول عمر خود ممكن است دچار آسيب هاي گوناگون شوند. پايش سلامت سازه همواره مورد توجه مهندسين عمران بوده و با توجه به ابزار و امكاناتي كه در هر دوره در اختيار مهندسين عمران قرار داشته، روش هاي مختلفي جهت بررسي سلامت سازه هاي عمراني رواج پيدا كرده است. شبكه هاي عصبي با توجه به توانايي مناسبي كه در زمينه مسائل شناسايي الگو و تشخيص ويژگي هاي موجود در داده هاي با حجم زياد دارند، در سال هاي اخير مورد توجه مهندسين عمران جهت حل مسائل پايش سلامت سازه قرار گرفته اند. در اين پايان نامه يك روش مبتني بر يادگيري عميق جهت پايش سلامت سازه ارائه خواهد شد كه قادر است وجود آسيب هاي كلي و موضعي و همچنين شدت آسيب هاي موجود را تشخيص دهد. در روش پيشنهادي ابتدا پاسخ هاي سازه سالم در اثر بارهاي محيطي ثبت مي شوند. يك شبكه عصبي بدون بازرس عميق كه از پشت سر هم قرار گرفتن چند لايه ماشين بولتزمن مجزا تشكيل شده است، با استفاده از پاسخ هاي سازه سالم در برابر بارهاي محيطي آموزش داده مي شود. شبكه عصبي بدون بازرس عميق پس از آموزش قادر خواهد بود ويژگي هاي معنادار موجود در پاسخ هاي سازه سالم را استخراج كند. در مرحله بعد سازه در وضعيت نامشخص از نظر سلامت مورد بررسي قرار مي گيرد. پاسخ هاي سازه در وضعيت مجهول در برابر بارهاي محيطي جمع آوري شده و با استفاده از شبكه عصبي كه قبلا آموزش ديده، ويژگي هاي موجود در داده هاي جديد استخراج مي شوند. اين عمل مي تواند به صورت جداگانه براي هر يك از بخش هاي مورد نظر در سازه انجام شود. با استفاده از ويژگي هاي استخراج شده از سازه ي سالم و سازه در وضعيت مجهول از نظر سلامت سازه، شاخص سلامت براي هر يك از بخش هاي مورد بررسي سازه محاسبه مي شود. با توجه به اختلاف ويژگي هاي استخراج شده در حالت سالم و مجهول سازه، وجود و شدت آسيب هاي احتمالي شناسايي مي شوند. جهت بررسي و صحت سنجي روش ارائه شده چهار نمونه ساختمان با ارتفاع هاي متفاوت و تعداد طبقات 5، 15، 25 و 35 طبقه مدلسازي و يك ساختمان بتني مرجع بررسي و نتايج بدست آمده مورد بحث و بررسي قرار گرفته اند. نتايج بدست آمده از پياده سازي روش براي سازه هاي ساختماني در بخش هاي پيش رو در پايان نامه ارائه شده است كه بيانگر عملكرد قابل قبول و دقت مناسب روش در شناسايي آسيب هاي و همچنين تشخيص شدت آسيب هاي موجود در اين سازه ها مي باشد. برداشت داده ها و بارگذاري سازه بايد با دقت كافي انجام شود تا از ايجاد خطا هاي احتمالي جلوگيري شود. شاخص هاي سلامت بدست آمده اعدادي بين 0 و 1 هستند كه مقادير كوچكتر بيانگر وجود آسيب هاي بزرگتر در هر يك از قسمت ها هستند.

196235

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي عمران-سازه

دكتر پدرام قادري