طراحی لرزه ای بهینه قابهای فولادی ویژه با در نظر گرفتن معیار تیر ضعیف-ستون قوی با استفاده از روشهای فرا ابتکاری

امروزه، با توجه به محدود بودن منابع و انرژی در بسیاری از پروژه های عمرانی، استفاده بهینه از منابع امری ضروری می باشد. توجه فزاینده به کمبود مواد خام و نقصان شدید منابع انرژی، موجب تمایل به داشتن سازه هایی سبکتر، کاراتر و ارزانتر شده است. از طرف دیگر با توجه به لزوم در نظر گرفتن عملکرد لرزه ای سازه، طراحی باید به گونه ای صورت گیرد که سازه در عین بهینه بودن از نظر اقتصادی، از عملکرد لرزه ای خوبی برخوردار باشد. در این پایان نامه سعی شده است با استفاده از چند الگوریتم بهینه سازی فرا ابتکاری، به طراحی بهینه لرزه ای قاب خمشی فولادی پرداخته شود، به گونه ای که از این طریق هزینه های ساخت کاهش یافته و در عین حال سازه ای با عملکرد لرزه ای قابل قبول به دست آید. بدین منظور سیستم قاب خمشی فولادی طراحی اولیه با استفاده از نرم افزار opensees مدلسازی شده و با استفاده از تحلیل دینامیکی غیر خطی افزاینده و همچنین بکارگیری الگوریتم های بهینه سازی فرا ابتکاری نظیر تبرید شبیه سازی شده، جستجوی هارمونی، زنبور عسل مصنوعی، رقابت استعماری،گرده افشانی گلها و عنکبوت اجتماعی که همگی در نرم افزار matlab کدنویسی شده اند، مقاطع بهینه در قاب خمشی فولادی به گونه ای تعیین می شود که نسبت وزن سازه به شتاب طیفی متناظر با مود اول سازه در سطح عملکرد ایمنی جانی، حداقل شود. همچنین برای بررسی اثر زلزله حوزه نزدیک در فرآیند طراحی توسط هر الگوریتم، از سه رکورد زلزله نزدیک و سه رکورد زلزله حوزه دور استفاده شده است. در تمامی موارد سازه بهینه بدست آمده دارای عملکرد قابل قبولی تحت زلزله های اعمالی بوده و در عین حال قید های طراحی را ارضا می کند. در پایان با مقایسه نتایج تحلیل حاصل از هر الگوریتم، کارایی الگوریتم ها در زمینه حل بهینه مسائل سازه ای سنجیده می شود. در این تحقیق آیین نامه fema356 به عنوان معیار طراحی بر اساس عملکرد در نظر گرفته شده است.