بهینه سازی شاه تیر فلزی پل تحت قید قابلیت اطمینان

تحلیل، طراحی و بهینه سازی سازه ها مبتنی بر نظریه ی قابلیت اطمینان موضوعی است که اخیراً به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است. علت این توجه طبیعت تصادفی پارامترهای سازه ای از قبیل خواص مصالح، بارهای خارجی، ابعاد هندسی و غیره می باشد. به کمک نظریه ی قابلیت اطمینان می توان عدم قطعیت های ناشی از طبیعت آماری پارامترهای سازه ای را به صورت روابط ریاضی درآورده و ملاحظات ایمنی و عملکرد را به طور کمی وارد روند طراحی نمود. استفاده از این نظریه طراحان را قادر می سازد تا تمهیدات احتمال اندیشانه ی طراحی را جایگزین و یا مکمل قوانین یقین اندیشانه ی آیین نامه ای نمایند. در بهینه یابی یقین اندیشانه ی سازه ها، ضوابط آیین نامه ای ضریب اطمینان کافی برای جلوگیری از هرگونه خرابی سازه فراهم می نمایند. اما در بهینه یابی احتمال اندیشانه ی سازه ها با پارامترهایی از قبیل بار و مقاومت به صورت متغیرهای تصادفی رفتار می شود. در این حالت احتمال خرابی به صورت تابع هدف یا بخشی از آن و یا به عنوان محدودیت مورد استفاده قرار می گیرد که بسته به نظر طراح فرمول بندی های متعددی می توان مطرح نمود. یکی از این فرمول بندی ها، به صورت کمینه سازی وزن، تحت محدودیت قابلیت اطمینان اعضای سازه بیان می شود. در این پژوهش، بهینه یابی و کمینه سازی وزن، تحت محدودیت قابلیت اطمینان شاه تیر فلزی پل با الگوریتم اجتماع ذرات بر اساس آیین نامه ی پل ایران انجام شده است. با توجه به طبیعت آماری پارامترهای سازه ای، بهینه سازی بر اساس نظریه قابلیت اطمینان می تواند روش مناسب در جهت طراحی بهینه ی شاه تیر فلزی پل توأم با ایمنی و اطمینان، بدون اعمال ضرایب اطمینان آیین نامه ای باشد. در این تحقیق سعی شده است، با توجه به طبیعت آماری پارامترهای سازه ای، طراحیِ شاه تیر فلزیِ پل، بر اساس آیین نامه ی پلِ ایران و با استفاده از مدل های آماری ارائه شده برای آیین نامه ی آشتو، صورت گیرد. ابتدا حالت مناسبی از الگوریتم اجتماع ذرات معرفی شده است. همچنین به بررسی حساسیت طراحی شاه تیر، به متغیرهای آماری پرداخته شده است. سپس مقادیر مختلف احتمال خرابی مورد بررسی قرار گرفته است. در انتها یک طرح بهینه از شاه تیر فلزی تحت آیین نامه ی پل ایران که وزن آن کاهش یافته است، ارائه شده است. این طراحی بر روی یک پل واقعی صورت گرفته است تا مقایسه ی بهتری از نتایج صورت گیرد.