طراحی بهینه قاب های بتن مسلح با تکیه بر رویکرد فراابتکاری الگوریتم رقابت استعماری گسسته

پایان نامه
چکیده

بهینه سازی می تواند در هر کجا، از فعالیت های روزمره تا برنامه ریزی برای تعطیلات، از طراحی مهندسی تا علم کامپیوتر و از زمان¬بندی پروژه تا کاربرد¬های صنعتی به کار آید. در علم مکانیک، یک سازه به مجموعه¬ای از مصالح گفته می¬شود که در برابر بار¬های اعمالی، ایستایی از خود نشان می¬دهد. بر این اساس، بهینه¬سازی سازه موضوع ساخت یک مجموعه از مصالح برای تحمل بار به بهترین نحو ممکن است. رشته بهینه¬سازی سازه¬ها، هنوز هم رشته نسبتا جدیدی است و همواره از نظر روش¬ها و رویکرد¬ها در معرض تغییرات سریع قرار دارد. مشخصه¬هایی نظیر وزن، هزینه، دوام، اثرات زیست محیطی و غیره نیز می¬تواند معیار بهینه¬سازی سازه قرار گیرند. توجه فزاینده به کمبود مواد خام و نقصان شدید منابع انرژی، موجب تمایل مهندسان به سازه¬های سبک، کارا و ارزان قیمت شده است. هدف اصلی پژوهش حاضر دستیابی به طرح بهینه قاب بتن مسلح با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری است. این الگوریتم با شبیه¬سازی فرآیند تکامل اجتماعی-سیاسی، یک روش فرا¬ابتکاری برای بهینه¬سازی سازه¬ها ارائه می¬کند. برای دستیابی به طرح بهینه، نیاز به تعریف یک مسأله بهینه¬سازی داریم. در فرم کلی، مسأله بهینه¬سازی دارای متغیر طراحی، تابع هدف و تعدادی محدودیت است. در این مسأله، تابع هدف، هزینه کل قاب است. محدویت¬های فرآیند بهینه¬سازی بر اساس آیین¬نامه aci 318m-11 تعیین می¬شوند. متغیر طراحی، تخصیص مقطع از مجموعه پایگاه داده تیر و ستون از پیش تعیین شده است. مطالعه موردی بر روی چهار قاب چهار، هشت، دوازده و بیست طبقه انجام شده است. فرآیند مدل¬سازی، تحلیل، طراحی و بهینه¬سازی توسط نرم افزار matlab انجام شده است. نتایج مقایسه¬ای نشان می¬دهد که هزینه الگوریتم رقابت استعماری گسسته در مقابل الگوریتم ترکیبی ازدحام ذرات-کلونی مورچه به ترتیب در قاب¬های چهار، هشت و دوازده طبقه 7 % کاهش، 16 % و 8 % افزایش داشته است. مقایسه زمان محاسباتی نیز به ترتیب 367 % افزایش، 197 % افزایش و 50 % کاهش را نشان می¬دهد. نتایج عددی نشان داده شده حاکی از این است که در برخی موارد الگوریتم رقابت استعماری گسسته موفقیت بیشتری داشته است و در برخی موارد الگوریتم ترکیبی ازدحام ذرات-کلونی مورچه جواب¬های بهتری ارائه کرده است. در کل، عملکرد الگوریتم رقابت استعماری برای این مسأله بهینه¬سازی مطلوب ارزیابی می¬شود.

منابع مشابه

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...

متن کامل

ارزیابی اولیه قاب های خمشی بتن مسلح با هدف های طراحی بر اساس عملکرد

روش  طراحی بر اساس عملکرد، روشی است نو که در آن خسارت سازه ها در برابر سطوح متفاوت خطر (زلزله) به طور شفاف مورد ارزیابی قرار می گیرد و عملکردهای سازه ای و غیر سازه ای سازه ها با محدود کردن مقاومت، سختی و شکل پذیری اعضا کنترل         می­شود. برای نیل به این هدف ها، یک تحلیل غیرخطی روی مدل سازه ای ضروری است. برای انجام این تحلیل، مشخصات اولیه سازه (مقاومت و سختی اولیه) مورد نیاز است. هر چ...

متن کامل

طراحی لرزه یی بهینه ی قاب های خمشی بتن مسلح با رویکرد طراحی براساس عملکرد به کمک روش انرژی

با توجه به رفتار غیرخطی سازه های متعارف در زلزله های شدید، استفاده از نیروهای لرزه یی به صورت یک نیروی ایستای معادل در محدوده ی عملکرد خطی سازه به استفاده ی بهینه از ظرفیت مصالح منتهی نخواهد شد. در این پژوهش با استفاده از روش انرژی به طراحی بهینه ی قاب های خمشی بتنی با رویکرد طراحی براساس عملکرد در چهار سطح خدمات رسانی بی وقفه، قابلیت استفاده ی بی وقفه، ایمنی جانی و آستانه ی فروریزش پرداخته ایم...

متن کامل

تخصیص بهینه اقتصادی آب با به‌کارگیری خوارزمی‌های فراابتکاری انتخابات و رقابت استعماری

ر مناطق خشک و نیمه خشک از جمله ایران، اصلیترین عامل محدود کننده توسعه اقتصادی، آب است. در پژوهش حاضر، از روشی نوین و در حین حال با کارایی بالا مبتنی بر خوارزمی انتخابات (EA) جهت تخصیص بهینه منابع آب شبکه آبیاری و زهکشی دشت مغان در بخش کشاورزی طی سالهای آماری 95-1386 استفاده شد. خوارزمی انتخابات یک خوارزمی تکرارشونده بوده و از انتخابات ریاست جمهوری الهام گرفته و با مجموعهای از راهحلهای شناخته شد...

متن کامل

طراحی بهینه قابهای بتن مسلح بر اساس عملکرد

متن کامل

طراحی هندسه مقطع پایدار رودخانه با استفاده از الگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری

یکی از چالش های مطالعات طراحی، برنامه ریزی و ساماندهی رودخانه ها، پیش بینی مشخصات هیدرولیکی مقطع پایدار (هندسه هیدرولیکی) رودخانه می باشد که در آن میزان فرسایش و انتقال رسوب به یک شرایط رژیم (تعادلی) رسیده است. در این تحقیق، یک مدل شبیه سازی- بهینه سازی هندسه هیدرولیکی برای پیش بینی هندسه پایدار و پاسخ رودخانه های شنی توسعه داده شده که در آن هسته شبیه سازی یک مدل تحلیلی هیدرولیک رودخانه و پوسته...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سمنان - دانشکده عمران

کلمات کلیدی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023