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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/12874
Tipo: | Dissertação |
Data do documento: | 4-Out-2019 |
Autor(es): | BONA, Vanessa Cordeiro de |
Primeiro(a) Orientador(a): | MESQUITA, Alexandre Luiz Amarante |
Primeiro(a) coorientador(a): | BAYMA, Rafael Suzuki |
Título: | Identificação de danos em estruturas usando modelo preditor baseado em técnicas de aprendizagem de máquinas |
Citar como: | BONA, Vanessa Cordeiro de. Identificação de danos em estruturas usando modelo preditor baseado em técnicas de aprendizagem de máquinas. Orientador: Alexandre Luiz Amarante Mesquita; Coorientador: Rafael Suzuki Bayma. 2019. 88 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Infraestrutura e Desenvolvimento Energético) - Núcleo de Desenvolvimento Amazônico em Engenharia, Universidade Federal do Pará, Tucuruí, 2019. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/12874. Acesso em:. |
Resumo: | O aumento na quantidade de novas edificações e a existência de inúmeras construções antigas, sejam de pequeno médio ou grande porte, chamam a atenção para a necessidade de medidas que mantenham a qualidade, segurança e vida útil das estruturas. A realização de inspeções e monitoramentos independentemente da idade da edificação, tornam-se indispensáveis para detectar a existência de danos principalmente na sua fase inicial, evitando a sua propagação ou consequências graves que se originam devido a um colapso da estrutura, por conta do elevado grau de deterioração e inexistência de técnicas para recuperação. Baseando-se nesses aspectos, a presente dissertação tem como objetivo geral realizar a detecção de danos em estruturas usando a abordagem de aprendizagem de máquinas (machine learning) que integra três técnicas: inicialmente aplica-se o Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD) que faz um processamento dos sinais e busca adequá-los para aplicação do Modelo Auto Regressivo (AR) gerando os atributos, que servirão como padrões de entrada para o classificador Support Vector Machine (SVM). Os dados utilizados para aplicação dos métodos são provenientes da modelagem de vigas de aço bi-apoiadas, íntegras e com regiões danificadas, pelo Software de Análise Estrutural SAP 2000. Tendo como referência a criação das estruturas por elementos finitos, foram aplicados dois tipos de carregamentos. O primeiro caso de carregamento aleatório atuando em apenas um ponto da viga e o segundo caso com três carregamentos simultâneos em três pontos da viga. Conforme as variações de localização e grau de severidade dos danos, o estudo buscou avaliar a capacidade dos modelos preditores em classificar os dados corretamente. Nas análises com maiores perdas de massa, os valores de acurácia são mais elevados, diminuindo de acordo com a redução da geometria do dano, pois os sinais de deslocamento se tornam similares ao da estrutura íntegra. Em relação a quantidade de carregamentos, o método demonstrou melhor desempenho e acurácia nos casos com três cargas simultâneas. |
Abstract: | The increase in the number of new buildings and the existence of countless old buildings, whether small or large, call attention to the need for measures that maintain the quality, safety and useful life of the structures. Inspections and monitoring, regardless of the age of the building, are essential to detect the existence of damage, especially in its initial phase, avoiding its propagation or serious consequences that originate due to a collapse of the structure, due to the high degree deterioration and no recovery techniques. Based on these aspects, this dissertation has the general objective of detecting damage in structures using the machine learning approach, which integrates three techniques: initially the Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD) is applied a processing of the signals and seeks to adapt them for the application of the Auto Regressive Model (AR) generating the attributes, which will serve as input patterns for the Support Vector Machine (SVM) classifier. The data used to apply the methods come from the modeling of bi-supported steel beams, intact and with damaged regions, by the SAP 2000 Structural Analysis Software. With reference to the creation of the structures by finite elements, two types of loads were applied . The first case of random loading acting in only one point of the beam and the second case with three simultaneous loads in three points of the beam. According to variations in the location and degree of severity of the damage, the study sought to assess the ability of the predictive models to classify the data correctly. In the analyzes with greater mass losses, the accuracy values are higher, decreasing according to the reduction of the damage geometry, as the signs of displacement become similar to the integral structure. Regarding the number of loads, the method demonstrated better performance and accuracy in cases with three simultaneous loads. |
Palavras-chave: | Danos estruturais Edifícios - Manutenção Aprendizado do computador |
Área de Concentração: | INFRAESTRUTURA |
Linha de Pesquisa: | ESTRUTURAS |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Núcleo de Desenvolvimento Amazônico em Engenharia - NDAE/Tucuruí |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Infraestrutura e Desenvolvimento Energético |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
Fonte URI: | Disponível na internet via site: https://ppginde.propesp.ufpa.br/index.php/br/teses-e-dissertacoes/dissertacoes |
Aparece nas coleções: | Dissertações em Engenharia de Infraestrutura e Desenvolvimento Energético (Mestrado) - PPGINDE/NDAE/Tucuruí |
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