1. UKM Learning and Research Repository
2. PHD Thesis / Tesis PHD
3. Faculty of Engineering and Built Environment / Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina

Title:	Kaedah unsur sempadan dan pengoptimuman kawanan zarah bagi analisis songsang untuk pengesanan kakisan konkrit bertetulang
Authors:	Syarizal Fonna (P38067)
Supervisor:	Ahmad Kamal Ariffin Mohd Ihsan, Prof. Ir. Dr.
Keywords:	Kakisan konkrit bertetulang Boundary element methods
Issue Date:	4-Jul-2014
Description:	Kakisan adalah satu penyebab utama kegagalan awal infrastruktur konkrit bertetulang yang telah banyak mengakibatkan kerugian ekonomi dan korban jiwa. Pengesanan kakisan konkrit bertetulang seawal mungkin sangat penting untuk menghindari kegagalan tersebut. Satu teknik yang popular digunakan untuk mengesan kakisan konkrit bertetulang adalah kaedah pemetaan keupayaan yang merujuk kepada ASTM C867. Akan tetapi, kaedah ini mempunyai beberapa kekurangan seperti hanya mengesan kemungkinan berlakunya kakisan, tidak boleh mengesan kakisan tempatan dan memerlukan data pengukuran yang banyak. Oleh itu, teknik lain untuk mengesan kakisan konkrit bertetulang menjadi diperlukan. Penyelidikan ini bertumpu pada usaha untuk membangun satu teknik komputeran guna mengesan kakisan konkrit bertetulang. Pengembangan teknik komputeran ini dibahagi ke dalam tiga kelompok iaitu (a) pembangunan kaedah unsur sempadan; (b) pembangunan analisis songsang; dan (c) validasi bagi analisis songsang yang dibangunkan. Kaedah unsur sempadan dibangun untuk simulasi fenomena kakisan konkrit bertetulang. Domain konkrit dimodelkan dengan persamaan Laplace dan model matematik diterbitkan melalui teorem Green. Manakala, keadaan sempadan anod dan katod diwakilkan oleh lengkung pengutubannya. Hasil simulasi dengan kaedah unsur sempadan yang dibangunkan adalah konsisten dengan hasil yang didapati penyelidik sebelumnya. Hasil penyelidikan juga menunjukkan bahawa kaedah unsur sempadan memiliki kebolehan untuk simulasi kakisan konkrit bertetulang dengan taburan nilai keupayaan elektrik yang berhampiran dengan kaedah pemetaan keupayaan iaitu dalam julat (-5 hingga -325) mV. Akan tetapi, kaedah unsur sempadan mesti dijalankan secara cuba-ralat. Simulasi menggunakan kaedah unsur sempadan juga berjaya menunjukkan bahawa masalah kakisan konkrit bertetulang termasuk persoalan ill-posed sehingga tidak sesuai diselesaikan dengan analisis terus. Kemudian, analisis songsang dengan menggandingkan kaedah unsur sempadan dan kaedah pengoptimuman kawanan zarah dibangunkan untuk menyelesaikan masalah kakisan iaitu mengesan profil kakisan tetulang dalam konkrit daripada sedikit bilangan data keupayaan elektrik yang diukur pada permukaan konkrit. Dalam kajian ini, profil kakisan dicadangkan mewakili kedudukan dan saiz kakisan tetulang. Fungsi objektif adalah berkadar dengan fungsi kos, yang merupakan perbezaan antara keupayaan yang dikira dan diukur pada permukaan konkrit. Analisis songsang dijalankan dengan meminimumkan fungsi kos menggunakan pengoptimuman kawanan zarah. Keupayaan elektrik yang dikira pada permukaan konkrit diperoleh dengan menggunakan kaedah unsur sempadan. Analisis songsang yang dibangun menunjukkan ketepatan yang setanding dengan ralat kurang 5% untuk mengesan profil kakisan tetulang dalam konkrit. Ketepatan yang baik ini adalah masih konsisten apabila mengenal pasti kakisan untuk model geometri kompleks. Seterusnya, validasi bagi analisis songsang yang dibangun dijalankan dengan membandingkan hasil simulasi pengesanan kedudukan dan saiz kakisan daripada satu lajur bangunan konkrit bertetulang di Peukan Bada, Banda Aceh - Indonesia dengan keadaan sebenar kakisan yang berlaku. Keadaan sebenar kakisan yang berlaku tersebut didapatkan dengan merosakkan lajur bangunan tersebut. Hasil perbandingan menunjukkan bahawa analisis songsang yang dibangun berjaya untuk mengesan kedudukan dan saiz kakisan yang bersesuaian dengan kakisan sebenarnya.,One of the main causes of reinforced concrete early failure is corrosion that it takes many lost in term of economic and victim. The early identifying of reinforced concrete corrosion is important to prevent the failure. One of the methods that very popular to identify corrosion of reinforced concrete is potential mapping technique which the application refers to ASTM C867 standard. However, the technique has limitations such as only gives the probability of corrosion, cannot detect local corrosion and need much measurement data. Hence, other technique to identify corrosion of reinforced concrete is needed. This research focus on the work to develop a computational technique to identify reinforced concrete corrosion. Development of the computational technique was divided into three categories i.e. (a) development of boundary element method (BEM); (b) development of inverse analysis; and (c) validation of developed inverse analysis. Boundary Element Method (BEM) was developed to simulate reinforced concrete corrosion phenomenon. Concrete domain was modeled using Laplace equation and mathematical model is constructed using Green theorem. The boundary condition of anode and cathode were represented by each polarization curves. The simulation results using BEM was consistent with the previous researchers. The results also show that BEM has capability to simulate reinforced concrete corrosion with the potential distribution close to potential mapping technique i.e. in range of (-5 to -325) mV. Although, BEM was run by trial-error. BEM simulation also show that corrosion of reinforced concrete was categorized into ill-posed problem. Therefore, the solving for the problem using direct analysis is not suitable. Inverse analysis by using BEM and Particle Swarm Optimization (PSO) was developed to solve the problem i.e. for identifying corrosion of reinforcing steel in concrete from a relatively small number potential data that measured on a concrete surface. The corrosion profile was representing position and size of reinforcing steel corrosion. The objective function was proportional to the cost function, which the difference between the calculated and measured potentials on the concrete surface. Inverse analysis was carried out by minimizing the cost function using PSO. The calculated potentials on the surface of concrete were obtained by using BEM. Developed inverse analysis demonstrates the effectiveness of proposed method with comparable accuracy and the error less than 5% to identify corrosion profile of reinforcing steel in concrete. The good accuracy was still consistent when identifying corrosion for complex geometry model. The validation of inverse analysis was conducted by comparing the location and size of corrosion from simulation result to the actual location and size of corrosion from a column of building in Peukan Bada, Banda Aceh - Indonesia. The actual corrosion was revealed by destroying the column of the reinforced concrete building. The comparison result show that the inverse analysis success to identify location and size of corrosion where close to the actual corrosion.,PhD
Pages:	135
Call Number:	TA347.B69S973 2014 3 tesis
Publisher:	UKM, Bangi
Appears in Collections:	Faculty of Engineering and Built Environment / Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.