• Innovative model updating procedure for dynamic identification and damage assessment of structures
  • Tondi, Michele <1990>

Subject

  • ICAR/09 Tecnica delle costruzioni

Description

  • The model updating technique allows the understanding of the dynamic behavior of a system and its damage state. In the last years, the structural monitoring has increased its applicability thanks to the decrease of the cost of sensors and improvements in the computational power. More and more structures are today instrumented in order to assess the intervention of progressive damages, understand their structural behavior and safety in almost real time. Nowadays, the real time identification of structural parameters and damage assessment is no longer unachievable. Moreover, the uncertainties evaluation is another important task required by the model updating procedures. Combining real time assessment and uncertainties evaluation, the algorithms can drive to a judgment about unsafety conditions in the buildings, with possible evacuation and securing of the structures, which is more and more required to structural health monitoring systems. The algorithms developed in this work are focused on these topics, especially on very quick model updating procedure, with uncertainties evaluation, which allows to estimate the structural parameters along with an error assessment. The quickness of the algorithm enables for its use in real time monitoring of actual structures. The algorithm itself is based on an innovative two steps procedure, with uncertainties evaluation, solving the inverse eigenvalues problem. The first step is achieved with closed form solution (without considering the determinant equations). If the solution does not satisfy the fixed thresholds, the second iterative step should be performed in order to improve the agreement between experimental outcomes and numerical ones. This procedure allows us to write the partial derivatives of the problem itself, with respect to the experimental outcomes, in closed form. Therefore, the parameters uncertainties are computed using the errors propagation. A second procedure is developed facing the complete problem entirely in iterative way, using a genetic algorithm with response surfaces.
  • La procedura di model updating è una tecnica alquanto datata che permette di comprendere il comportamento dinamico di un sistema e il suo stato di danno. Negli ultimo anni, il monitoraggio strutturale ha incrementato la sua applicabilità grazie al ridotto costo dei sensori e al miglioramento della potenza computazionale. Sempre più strutture sono oggi strumentate per valutare i loro danni e capire il comportamento dinamico stesso. La valutazione in tempo reale dei parametri strutturali e dello stato di danno è oggigiorno non più irraggiungibile. La valutazione delle incertezze sui parametri è, inoltre, richiesta ai moderni algoritmi di model updating. La combinazione della valutazione in tempo reale e dell'incertezza possono portare a un giudizio di situazioni potenzialmente pericolose in strutture esistenti con possibile evacuazione e messa in sicurezza delle strutture stesse. Questa valutazione è sempre più richiesta ai sistemi di monitoraggio strutturale. L'algoritmo sviluppato in questo lavoro è incentrato su questi aspetti, in particolare sulla rapida valutazione dei parametri strutturali e delle relative incertezze. La velocità dell'algoritmo permette l'uso dello stesso per il monitoraggio in tempo reale delle strutture. L'algoritmo è basato su una procedura innovativa a due fasi, con valutazione dell'incertezza, risolvendo un problema inverso agli autovalori. La prima fase è risolta con formulazione chiusa del problema (senza considerare le equazioni ai determinanti). Se la soluzione non soddisfa delle soglie prefissate per i parametri di controllo, la seconda fase, iterativa, deve essere eseguita in modo da migliorare la corrispondenza tra risultati sperimentali e numerici. La procedura permette, inoltre, di scrivere le derivate parziali del problema stesso, rispetto ai risultati sperimentali, in formulazione chiusa; pertanto le incertezze sui parametri sono calcolate mediante la teoria della propagazione degli errori. Una seconda procedura è sviluppata affrontando il problema completamente in forma iterativa, usando un algoritmo genetico con superfici di risposta.

Date

  • 2018-05-11

Type

  • Doctoral Thesis
  • PeerReviewed

Format

  • application/pdf

Identifier

urn:nbn:it:unibo-23431

Tondi, Michele (2018) Innovative model updating procedure for dynamic identification and damage assessment of structures, [Dissertation thesis], Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Dottorato di ricerca in Ingegneria civile, chimica, ambientale e dei materiali , 30 Ciclo. DOI 10.6092/unibo/amsdottorato/8617.

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