طراحی تخت ایمن در برابر بار ناشی از آوار زلزله با استفاده از بهینه سازی ترکیبی

زلزله هیچگاه به طور مستقیم باعث کشته شدن فرد نمی شود بلکه بسیاری از جراحتها و مرگ و میرها ناشی از سقوط اجسام و پدیده ویرانی سقف است[1]. به همین دلیل سعی شده است که تمهیداتی در مقابله با حوادث ناشی از بلایای طبیعی همانند زلزله اندیشیده شود. یکی از این ابزارها در جهت حفاظت از فرد در مقابل آوار ناشی از زلزله استفاده از تخت ایمن در برابر زلزله است کما اینکه حتی در بسیاری از کشورهای پیشرفته آسیایی و آمریکایی هر چند که از لحاظ اصول مهندسی زلزله ساختمان به درستی برای دفع بار زلزله طراحی شده، اما باز این نوع طرحها مورد استفاده قرار می گیرد. در بخش اول تحقیق، لزوم استفاده ، تاریخچه کارهای قبلی در ارتباط با این موضوع مورد بحث قرار گرفته است آنگاه در بخش های دوم و سوم روابط ریاضی لازم و قانون های تماس در بین اجزای سازه ی بنایی به صورت مدلسازی گسسته ارائه شده و شیوه کمینه کردن توابع چند هدفی در قالب معیار بهینگی پارتو به تفصیل شرح داده شده و روش هایی که جهت بهینه سازی توپولوژی (یافتن هندسه ای از سازه که خطوط نیرو در آن مشخص بوده و در عین حال تحت این بارگذاری کمترین نرمی (minimum compliance) را داشته باشد) از دید نظری به تفضیل شرح داده می شوند. در فصل چهارم سعی می شود که ساختمان را با اجزایش (آجرها و اتصالات) به کمک نرم افزاری جدید در زمینه ژئوتکنیک، تحت بار واقعی زلزله مدل نموده و بار ناشی از آوار را بر روی هندسه ی اولیه ی ساده تخمینی از تخت، به صورت یک مکعب ساده که ابعاد کلی آن برگرفته از یک طرح اولیه تخت ایمن در برابر زلزله است تعیین می شود و سپس پروسه بهینه سازی توپولوژی با المان shell93 در کاهش حجم های مختلف با اعمال ضرایب وزنی مختلف به هر یک از شرایط بارگذاری انجام گرفته و نقطه بهینه را از دید معیار بهینگی پارتو تعیین می کنیم و هندسه کلی سازه، معین می شود. در فصل پنجم براساس هندسه تعیین شده اجزاء سازه را با المان beam3 در هر وجه مکعب مدل نموده و تحت پروسه بهینه سازی طراحی ابعادی ابتدا با قید تنش تسلیم و سپس با قید کمانش قرار می دهیم که ضخامت بهینه و زوایای اجزا نسبت به هم، اندازه های المان را در حالت بهینه تعیین کنیم. در نهایت پیشنهاداتی در مورد طرح و نتایجی که از روند و پروسه بهینه سازی حاصل شده است، ارائه خواهند شد.