بهینه سازی چند هدفه مبتنی بر عملکرد قاب های خمشی بتن آرمه با استفاده از الگوریتم های فراکاوشی

thesis
abstract

امروزه آیین نامه های طراحی لرزه ای در حال تغییر به سمت طراحی مبتنی عملکرد می باشند.در این نوع طراحی که به صورت غیر خطی صورت می پذیرد، از سطوح عملکردی مختلف برای طراحی سازه استفاده می شود. همچنین به دلیل اهمیت مسائل اقتصادی توجه طراحان به سمت بهینه سازی بیش از گذشته می باشد، به طوریکه مسئله ی بهینه سازی به شاخه های مختلف طراحی وارد شده است و در طراحی ها مورد توجه طراحان قرار می گیرد. با ترکیب این دو موضوع با هم طراحی بهینه مبتنی بر عملکرد(pbdo) به وجود آمده است که روش مناسبی برای طراحی سازه به صورت بهینه می باشد. در روش طراحی مبتنی عملکرد خطر لرزه ای به سطوح مختلف طبفه بندی می شود و برای هر کدام از این سطوح خطر لرزه ای عملکرد خاصی برای سازه در نظر گرفته می شود. به طور مثال برای زلزله های خفیف سطح عملکرد قابلیت استفاده برای سازه مد نظر می باشد که بدین معناست که در صورت وقوع زلزله ی خفیف سازه بلافاصله بعد از اتمام زلزله بتواند به کارایی خود به مانند سابق ادامه دهد. هم چنین در این روش می توان نظرات کار فرما را نیز برای کنترل عملکرد سازه مد نظر قرار داد. به طور مثال می توان سطح عملکرد قابلیت استفاده بی وقفه را برای سازه در مواجهه با زلزله متوسط در نظر گرفت. در این روش کنترل دریفت از اصلی ترین پارامتر ها برای بررسی عملکرد سازه می باشد و می توان عملکرد اجزای سازه ای و غیر سازه ای را با آن کنترل کرد. به همین دلیل در طراحی بهینه مبتنی بر عملکرد دریفت ها مورد توجه خاص می باشد. مسائل بهینه سازی می توانند به دو صورت تک هدفه یا چند هدفه(mo) در نظر گرفته شوند. بهینه سازی تک هدفه به معنای یافتن جواب بهینه در فضای قابل قبول می باشد، به طوریکه جوابی بهتر از آن جواب برای آن مسئله نتوان پیدا کرد. در این نوع بهینه سازی یک تابع در فضای قابل قبول خودش بهینه سازی می شود و یک جواب منحصر به فرد برای آن بدست می آید. از طرف دیگر، بهینه سازی چند هدفه به معنای یافتن جواب های بهینه برای یک مسئله با چند تابع مختلف در فضای قابل قبول این توابع می باشد، به طوریکه جواب های دیگر که بهتر از این جواب ها باشند وجود نداشته باشد. در این نوع بهینه سازی از اصول بهینه پارتو استفاده می شود. در این روش جواب بهینه جوابی است که توسط جواب دیگر مغلوب نشده باشد. مغلوب شدگی بدین معناست که تمام توابع هدف یک جواب دارای مقداری بیشتر از توابع هدف جواب دیگر باشد. ریتم کارامد نیاز می باشد که بتواند مسائل پیچیده سازه ای را در زمان مناسب و با دقت کافی حل کند. به همین جهت در این تحقیق الگوریتم mo-clfba معرفی می شود که قابلیت بسیار بالایی در مواجهه با مسائل پیچیده بهینه سازی سازه ای دارد. این الگوریتم توانایی مواجهه با مسائل با تعداد متغییر بالا را دارد که این ویژگی ها در قالب مسائل ریاضی و همچنین سازه خرپایی به اثبات رسیده است. برای صحت سنجی این الگوریتم از 4 نوع مساله ی ریاضی و 2 نوع مسئله ی سازه ی خرپایی به عنوان نمونه استفاده شده است. در مسائل ریاضی الگوریتم mo-clfba در تمام کمیت های مقایسه ای از دیگر الگوریتم ها پیشی دارد. همچنین در دو نوع سازه خرپایی جواب های این الگوریتم بهتر از الگوریتم های مقایسه ای می باشد. در نهایت از الگوریتم mo-clfba برای طراحی بهینه مبتنی بر عملکرد 2 مدل قاب خمشی بتن آرمه ( 3 و 6 طبقه) استفاده شده است. جبهه پارتو حاصل از الگوریتم ارائه شده با جبهه حاصل ازالگوریتم moba مقایسه شده است و در هر 2 مدل جواب های الگوریتم moba توسط جواب های الگوریتم mo-clfba مغلوب شده اند. برای هر دو این مدل ها از توابع هدف متفاوت بهره گرفته شده است که در این پایان نامه جواب های مربوط به بهترین زوج تابع هدف مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج حاصل از این الگوریتم نشان دهنده ی قابلیت مناسب آن برای بهینه سازی سازه های بتن آرمه می باشد.این الگوریتم توانسته است در یک پروسه ی بهینه سازی مقدار قابل توجهی سازه ی بهینه در اختیار ما قرار دهد که با استفاده از الگوریتم های تک هدفه زمان و هزینه ی محاسباتی بیشتری بر مسئله ی ما تحمیل می شود.

similar resources

بهینه سازی چند هدفه قاب های خمشی بتن آرمه با استفاده از الگوریتم ژنتیک و روش جمع وزنی توابع هدف

در چند دهه اخیر استفاده از الگوریتم ژنتیک برای بهینه­سازی سازه­ها مورد توجه بسیاری بوده و سازه­های فولادی و بتنی با هدف بهینه سازی وزن مورد بررسی قرار گرفته اند. اما بهینه سازی چند هدفه به منظور تعیین موازنه توابع هدف و استخراج جبهه پاراتو در سازه های فولادی و خصوصاً بتن آرمه چالش برانگیز بوده است. در این مقاله توابع هدف هزینه و جابه­جایی برای بهینه سازی قابهای خمشی بتن آرمه معرفی شده اند. با اس...

full text

بهینه سازی طراحی قاب های خمشی بتن آرمه با استفاده از الگوریتم تقریب سازگار

هدف از پژوهش حاضر، توسعه‌ی یک الگوریتم بهینه‌سازی بر مبنای روش تقریب سازگار برای طراحی بهینه‌ی قاب‌های خمشی بتن مسلح است. بدین منظور، طراحی قاب‌های خمشی بتن مسلح به‌عنوان یک مسئله‌ی بهینه‌سازی فرموله شده است، که در آن متغیرهای طراحی عبارت از ابعاد مقاطع بتنی و مساحت آرماتورها هستند. تابع هدف، هزینه‌ی کل قاب شامل: هزینه‌ی بتن‌ریزی، قالب‌بندی، و آرماتوربندی برای تک‌تک اعضاء سازه است. قیود طراحی ب...

full text

بهینه سازی چند هدفه مبتنی بر عملکرد قاب های فولادی با استفاده از الگوریتم های فراکاوشی

طراحی مبتنی بر عملکرد یکی از روش های طراحی جدید می باشد که طرحی اقتصادی و مقاوم در مقابل بارهای لرزه ای ارائه می دهد. هدف از این نوع طراحی رسیدن به یک سطح قابل اعتماد و قابل پیش بینی از ایمنی و عملکرد سازه در مقابل خطرات طبیعی مثل زلزله می باشد. بهینه سازی چند هدفه مبتنی بر عملکرد فرآیندی است که در آن به دنبال کمینه کردن یا بیشینه کردن همزمان پاسخ های سازه و وزن یا هزینه آن از طریق انتخاب متغیر...

بررسی بهینه چند هدفه قیمت و وزن سازه های قاب خمشی بتن آرمه با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری

بهینه سازی یعنی بدست آوردن پاسخ بهینه تحت شرایط داده شده. منظور از بهینه می تواند کمینه یا بیشینه باشد. در بهینه سازی سازه ها سه نوع بهینه سازی داریم، الف)بهینه سازی سایز ب) بهینه سازی شکل و پ)بهینه سازی توپولوژی. روش های زیادی برای مسائل بهینه سازی وجود دارد. یکی از این روش ها استفاده از روش های جست و حوی تصادفی هوشمند است. به دلیل وجود متغیرهای گسسته در سازه ها و پیشرفت سیستم های رایانه ای اس...

ارزیابی عملکرد لرزه ای قاب های خمشی بتن مسلح با استفاده از شاخص های خسارت

یکی از مهمترین مسایل در طراحی عملکردی، تعیین و پیش­بینی میزان خسارت وارد بر سازه­ها است که  بدین­منظور استانداردهای مبتنی بر عملکرد، سطوح و حدود مشخصی را ارائه نموده­اند. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی این­ سطوح، با استفاده از مقایسه­ی شاخص­های خسارت در حالت دینامیکی و بارافزون و هم­چنین بررسی نحوه­ی عملکرد آیین­نامه­های آبا و 2800 در محدود نمودن خسارت وارد برسازه­ها است. بدین­منظور با طراحی چندین ق...

full text

تأثیر بازتوزیع لنگر بر پایداری ساختمان های بتن آرمه قاب خمشی تحت اثر زمین لرزه

تحت اثر زمین‌لرزه‌های قوی پاسخ دینامیکی سازه از محدوده خطی و الاستیک عبور نموده و وارد ناحیه غیرالاستیک می‌شود. به منظور اطمینان از ایمنی سازه‌ها در ناحیه غیرالاستیک، پایداری و رفتار غیرخطی سازه می‌بایست به دقت مورد بررسی قرار گیرد. در ساختمان­های بتن‌آرمه هنگامی که فولاد کششی تسلیم می‌شود، سختی مقطع کاهش یافته و به تبع آن با افزایش بار، انتقال نیروهای داخلی به نواحی سخت‌تر صورت می‌گیرد. در حال...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه ارومیه - دانشکده فنی

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023