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Entwicklung eines Optimierungsverfahrens zur Strukturidentifikation von Brückenbauwerken
Citation Link: https://doi.org/10.15480/882.13510
Publikationstyp
Conference Paper
Date Issued
2024-09-18
Sprache
German
Author(s)
TORE-DOI
Start Page
497
End Page
504
Citation
35. Forum Bauinformatik, fbi 2024: 497-504
Contribution to Conference
Publisher
Technische Universität Hamburg, Institut für Digitales und Autonomes Bauen
Peer Reviewed
true
Die Anpassung eines Finite-Elemente (FE)-Modells an die Tragwerksreaktionen eines realen Bauwerks im Rahmen eines Structural Health Monitorings (SHM) wird als Modelladaption bezeichnet. Die Adaption erfolgt durch die iterative Modifikation von unbekannten Modellparametern, bis die Reaktionen des numerischen Modells möglichst genau mit den gemessenen Größen am Bauwerk übereinstimmen. Um dieses hochdimensionale Optimierungsproblem zu lösen, werden Evolutionäre Algorithmen (EA) eingesetzt.
In diesem Beitrag wird ein Monitoringkonzept auf Basis einer FE-Modelladaption für vorgespannte Stahlbetonbrücken vorgestellt und das prototypische Optimierungsverfahren am Beispiel eines parametrisierten FE-Modells eines vorgespannten Fertigteildachbinders in Bezug auf die Identifizierbarkeit der Modellparameter validiert. Die Strukturidentifikation des Konzepts erfolgt über die Adaption der Modellparameter an zuvor numerisch generierten Messdaten des Tragwerks mithilfe von Genetischen Algorithmen (GA). Diese basieren auf der MATLAB Optimization Toolbox und verwenden automatisiert das FE-Programm DIANA FEA zur Berechnung der Modelle. Die Effizienz des Optimierungsalgorithmus wurde anhand einer Parameterstudie, die den Einfluss der Strategieparameter auf die Konvergenzgeschwindigkeit untersucht, optimiert und die Anbindung an das Monitoringkonzept einer realen Spannbetonbrücke diskutiert.
In diesem Beitrag wird ein Monitoringkonzept auf Basis einer FE-Modelladaption für vorgespannte Stahlbetonbrücken vorgestellt und das prototypische Optimierungsverfahren am Beispiel eines parametrisierten FE-Modells eines vorgespannten Fertigteildachbinders in Bezug auf die Identifizierbarkeit der Modellparameter validiert. Die Strukturidentifikation des Konzepts erfolgt über die Adaption der Modellparameter an zuvor numerisch generierten Messdaten des Tragwerks mithilfe von Genetischen Algorithmen (GA). Diese basieren auf der MATLAB Optimization Toolbox und verwenden automatisiert das FE-Programm DIANA FEA zur Berechnung der Modelle. Die Effizienz des Optimierungsalgorithmus wurde anhand einer Parameterstudie, die den Einfluss der Strategieparameter auf die Konvergenzgeschwindigkeit untersucht, optimiert und die Anbindung an das Monitoringkonzept einer realen Spannbetonbrücke diskutiert.
Subjects
Evolutionäre Algorithmen (EA)
FE-Modelladaption
Genetische Algorithmen (GA)
MATLAB Optimization Toolbox
Structural Health Monitoring (SHM)
DDC Class
620.1: Engineering Mechanics and Materials Science
519: Applied Mathematics, Probabilities
624: Civil Engineering, Environmental Engineering
Publication version
publishedVersion
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Name
Entwicklung eines Optimierungsverfahrens zur Strukturidentifikation von Brückenbauwerken.pdf
Type
Main Article
Size
453.37 KB
Format
Adobe PDF