Trung t ơm H p tác ĐƠo t o vƠ Bồi d ỡng C h c
Vi n C H c
L ê Khánh ToƠn
Cao H c kho á IV
11
Công trình bi n luôn chịu tác động của các tải trọng môi trường nh : t i
s óng, t i gió, t i dòng ch y... vƠ các t i tr ng khác nh : tác đ ng c a thi t b
l Ơm vi c trên công trình, t i tr ng gơy ra do sự c t h cánh máy bay,... Các
t i n Ơy mang tính ng u nhiên r t ph c t p vƠ nhi u khi r t kh c nghi t, nguy
hi m m Ơ con ng i không th l ng tr c đ c. Do các t i nƠy mƠ công
tr ình luôn luôn trong tr ng thái đ ng.
Khó khăn trong công tác khảo sát và đo đạc: vi c kh o sát, đo đ c m i th i
đi m vƠ m i v trí m t cách chi ti t c a k t c u lƠ r t khó khăn n u không nói l
Ơ không thực hi n đ c do hai đ c đi m trên. 1.1.3.2. Ph
ng ph áp rung đ ng trong bƠi toán nh n d ng công trình bi n
V i c ác đ c đi m nêu trên c a công trình bi n mƠ các bi n pháp kh o sát trực
quan đ thu nh p s li u v hi n tr ng công trình bi n tr nên khó khăn vƠ kém hi u
qu . Nh v y v i m t ph ng ph
áp kh o sát cho phép ta chỉ c n đo đ c m t s v tr
í thu n ti n cũng có th đánh giá đ c hi n tr ng công trình lƠ c n thi t. Ph ng ph
áp rung đ ng tr thƠnh công c h u hi u trong tr ng h p nƠy. N i dung c a ph
ng ph áp nƠy lƠ vi c ti n hƠnh đo đ c ph n ng đ ng c a công trình m t s v
tr í đƣ ch n vƠ t đó xác đ nh các đ c tr ng c a k t c u mô t tr ng thái k thu t c a
c ông trình. Các đ c tr ng nƠy c a k t c u th ng lƠ t n s riêng, d ng dao đ ng
ri êng, h s c n, hƠm phổ ph n ng, chúng mô t m t cách tổng th hi n tr ng c a
c ông trình mƠ không ph thu c vƠo các y u t bên ngoƠi. H n th n a, các đ c
tr ng n Ơy cho phép ta đánh giá đ c kh năng ch u lực, các h h ng, khuy t t t c a
c ông trình mƠ vi c kh o sát trực quan không phát hi n đ c nh liên k t gi a
m óng c c vƠ n n. Nh v y vi c nh n d ng h h ng dựa trên các đ c tr ng đ ng
l ực h c c a k t c u nh t n s riêng vƠ d ng riêng lƠ gi i pháp kh thi. Hi n nay
ph ng h
ng n Ơy đang đ c quan tơm vƠ phát tri n trên th gi i.
1.1.3.3. C ác ph ng pháp gi i bƠi toán nh n d ng k t c u công trình d ng
tham s b ng c ác đ i l ng đ c tr ng đ ng lực h c
N i dung c b n c a ph ng ph
áp nh sau: Đo đ c các đ c tr ng đ ng lực h c c a k t c u
2 1
,..., ,
n
d d
d d
.
Trung t ơm H p tác ĐƠo t o vƠ Bồi d ỡng C h c
Vi n C H c
L ê Khánh ToƠn
Cao H c kho á IV
12 Xơy dựng các mô hình tham s c a k t c u Mx, Kx, Cx v i x lƠ tham
s ch n đoán
m
x x
x x
,..., ,
2 1
. C ác tham s nƠy ph thu c vƠo vi c mô
h ình hoá, chúng có th lƠ các tham s mô hình nh kích th c hình h c,
t ính ch t v t li u, các đ c tr ng h h ng nh v t n t, đ c ng ph n t , lò
xo. Tính toán các đ c tr ng đ ng lực h c t tham s mô hình.
,......, ,
2 1
x g
d d
d d
n
. 1.1.1
Xác đ nh các tham s x
tr ên c s đánh giá sai s gi a s li u đo vƠ s li u
t ính toán lƠ t i thi u.
min ,
d d
f x
J
. 1.1.2
a Nh ận dạng tham số dùng phương pháp giải liên tiếp các bài toán thuận
Th ực ch t c a bƠi toán nƠy lƠ gi i liên ti p các bƠi toán thu n sau đó l y k t
qu đ so sánh v i s li u đo. Theo ph ng pháp nƠy kh i l ng tính toán s l n vƠ
k t qu ph thu c ch y u v Ơo kinh nghi m c a ng i lƠm tính toán.
b Ph ương pháp giải bài toán tham số dưới dạng bài toán quy hoạch phi tuyến
Th ực ch t gi i bƠi toán đánh giá tham s lƠ đi tìm l i gi i c a bƠi toán ng c.
Ph ng ph
áp tổng quát nh t đ gi i các bƠi toán ng c lƠ đ t bƠi toán ng c d i d ng b
Ơi toán cực ti u phi m hƠm m c tiêu lƠ tiêu chu n ch n nghi m v i các tham s ch u c
ác rƠng bu c đẳng th c hay b t đẳng th c, t đó s d ng các ph ng ph
áp gi i c a quy ho ch phi tuy n đ tìm nghi m. B
ài toán quy hoạch phi tuyến tổng quát. B
Ơi toán quy ho ch phi tuy n tổng quát phát bi u nh sau: T
ìm các giá tr t i u c a các tham s
n
x x
x x
,..., ,
2 1
l Ơm cực ti u hƠm s :
n
R x
x J
min
1.1.3 v i c
ác đi u ki n rƠng bu c
n i
i l
i i
i
x x
x x
G x
G
n i
m m
i m
i
e e
..., ,
2 ,
1 ,...,
1 ,...,
2 ,
1
1.1.4
Trung t ơm H p tác ĐƠo t o vƠ Bồi d ỡng C h c
Vi n C H c
L ê Khánh ToƠn
Cao H c kho á IV
13 trong
đó x
l Ơ vecto tham s t i u
, x
J R
x
n
l Ơ hƠm m c tiêu có giá tr lƠ s
th ực
, :
R R
x J
n
c ác hƠm G
i
x, i =1, 2,...., m
e
l Ơ các rƠng bu c đẳng th c vƠ
c ác hƠm G
i
x, i = m
e
+1,...., m l Ơ các rƠng bu c b t đẳng th c đ i v i các tham s
t i u x
. Ph m vi c
ác bƠi toán quy ho ch r t r ng, d i đơy chỉ ch n m t l p các bƠi to
án quy ho ch thông d ng có th ng d ng trong các bƠi toán c h c. Vi c phơn lo i b
Ơi toán quy ho ch ph thu c vƠo đ c đi m c a hƠm m c tiêu 1.1.3 vƠ các h
Ơm rƠng bu c 1.1.4. 1.
BƠi toán 1.1.3 đ c g i lƠ bƠi toán quy ho ch không có rƠng bu c n u vect tham s x
đ c xác đ nh trong toƠn R
n
v Ơ không có các rƠng bu c 1.1.4.
2. BƠi toán 1.1.3 ậ 1.1.4 đ c g i lƠ quy ho ch tuy n tính n u c hƠm m c tiêu
v Ơ các hƠm rƠng bu c lƠ các hƠm tuy n tính c a các tham s t i u x.
3. BƠi toán 1.1.3 ậ 1.1.4 đ c g i lƠ quy ho ch toƠn ph ng n u hƠm m c tiêu
l Ơ đa th c b c 2 c a x có d ng
b x
c Hx
x x
f
T T
2
1 v i H l
Ơ ma tr n đ i x ng g i l
Ơ ma tr n Hessian, c lƠ vecto h ng s , b lƠ m t h ng s trong khi các hƠm r
Ơng bu c 1.1.4 phƠi lƠ các hƠm tuy n tính c a tham s t i u x. 4.
BƠi toán 1.1.3 ậ 1.1.4 đ c g i lƠ Bình Ph ng T i thi u phi tuy n n u đi u ki n 1.1.3 c
ó d ng
i i
i X
X
ydata x
F ydata
x F
2
2 1
min 2
1 min
, trong đó
{F
i
x; i =1, 2,..., n} l Ơ các hƠm vecto có giá tr lƠ s thực, {ydata
i
; i=1, 2,..., n} l
Ơ các s li u đo đ c thực nghi m c a hƠm F
i
x. 5.
BƠi toán 1.1.3 ậ 1.1.4 đ c g i lƠ bƠi toán quy ho ch phi tuy n có các rƠng bu c b
án vô h n n u cùng v i các rƠng bu c d ng 1.1.4 còn có thêm các rƠng bu c d ng {K
i
x,w
i
0; i=1, 2,..., n}, trong đó K
i
x,w
i
l Ơ hƠm vecto có giá tr lƠ
s th ực,
n i
i l
i i
w w
w w
w
: i=1, 2,..., n
đ c g i lƠ các đ i s ph .
C ác phương pháp giải bài toán quy hoạch phi tuyến
C ác ph ng pháp tìm nghi m chính xác vƠ đ m b o tính ổn đ nh nghi m c a
b Ơi toán quy ho ch 1.1.3 ậ 1.1.4 ph thu c không nh ng vƠo kích th c bƠi toán
đ c xác đ nh b i s đi u ki n rƠng bu c vƠ s tham s t i u mƠ còn ph thu c v
Ơo các đ c tính c a hƠm m c tiêu vƠ các hƠm rƠng bu c.
Trung t ơm H p tác ĐƠo t o vƠ Bồi d ỡng C h c
Vi n C H c
L ê Khánh ToƠn
Cao H c kho á IV
14 Đ i v i các bƠi toán quy ho ch tuy n tính vƠ toƠn ph ng, có nhi u ph ng
ph áp tin c y khác nhau đ tìm nghi m t i u tin c y nh ph ng pháp đ n hình,
ph ng ph
áp Gradient liên h p PCG... C
ác ph ng pháp chính đ gi i các bƠi toán Bình Ph ng T i Thi u phi tuy n l
Ơ ph ng pháp Gauss ậ Newton vƠ ph ng pháp Levenberg ậ Marquardt.. Đ i v i bƠi toán quy ho ch phi tuy n tổng quát trong đó các hƠm m c tiêu vƠ
r Ơng bu c lƠ các hƠm phi tuy n c a các tham s t i u x thì vi c tìm nghi m tin c y
ch y u l Ơ thông qua các ph ng pháp l p đ tìm h ng t i u t i t ng b c hay
c ác ph ng pháp gi i liên ti p các bƠi toán quy ho ch tuy n tính, quy ho ch toƠn
ph ng hay b
Ơi toán cực tr không có rƠng bu c t i t ng b c l p.
1.2. Đánh giá tr ng thái k thu t công trình DKI
