بهینه یابی در طراحی مخازن بتن پیش تنیده prestressed concrete tank design optimization

در شاخه سیویل و در ساخت سازه ها همیشه ایمنی و بعد از آن هزینه مهم ترین پارامترهای مورد نظر مهندسان در طراحی بوده است . و در این میان هزینه می توانسته طرحی را مقبول کارفرمایان و توجیه پذیر از نظر اقتصادی نماید. بنابراین در صورتیکه بتوان تمام طرحهای قابل قبول از نظر سازه ای را در برابر هزینه بری های هر کدام مقایسه نمود و بهترین طرح را، انتخاب نمود ایده آل مهندسین خواهد بود. در این پایان نامه به تحقیق در مورد سازه های مخازن بتن پیش تنیده پرداخته شده است ، که این نوع سازه با داشتن مزایایی چون عدم وجود ترک برای ذخیره سازی مایعات و گازهای تحت فشار بسیار مناسب هستند اما با توجه به هزینه بری زیاد پیش تنیدگی می توانند از نظر اقتصادی توجیه نشوند و غیراقتصادی به نظر آیند، اما اگر بتوان طرحی را یافت که هم از نظر سازه ای مورد قبول باشد و هم کمترین هزینه بری اقتصادی را داشته باشد، می توان در مورد اجرای آنها تصمیم گرفت . در این پایان نامه روشهای طراحی بعلاوه مزایا و معایب این نوع سازه و روش بهینه یابی در مورد سازه که در رده مسائل غیرخطی (nonlinear programming) قرار می گیرند بررسی گردیده است و در انتها برنامه رایانه ای در محیط (32bit windows) جهت انجام خودکار محاسبات و یافتن نقطه بهینه بر اساس یکی از روشهای بهینه یابی موسوم به جهت های قابل قبول (feasible direction method) اراده شده است . در مدلسازی انجام شده در این پایان نامه متغییرهای طراحی دخیل در طرح بهینه مخزن مشخص شده و بر اساس آن تابع هدف ناشی از بتن مصرفی، هزینه قالب بندی، هزینه عملیات پیش تنیدگی در دو جهت قائم و افقی بدور مخزن بررسی گردیده است بگونه ای که جواب بهینه نهایی بر اساس مینیمم کردن هزینه کل واقعی بدست آید. کنترلهای حاکم بر طراحی یک مخزن بتن پیش تنیده با شرایط بارگذاری مایعات ، جامدات و گاز و همچنین حالتهای گیرداری پایه دیواره مخزن چون گیردار، و مفصلی شامل رسیدن به حجم مخزن مورد نظر، کنترل تنشهای ارتجاعی در حالتهای مختلفی چون مخزن خالی و پر و شرایط زلزله و ترکیب آنها و کنترل مقاومت نهائی بصورت قیود اصلی حاکم بر مسئله بهینه سازی مخازن بتن پیش تنیده مدل شده اند که پیاده سازی رایانه ای آن بصورت (object-oriented programming) انجام شده است . یکی از نتایج این برنامه محاسبه خروج از مرکزیت پیش تنیدگی قائم است که در طراحی دستی بروش سعی و خطا بدست می آید.