عنوان
طراحي لرزه اي بهينه سازه‌هاي كامپوزيتي با الگوريتم‌هاي فراكاوشي
نويسنده اصلي
رويا مهدي پور مقني
مقطع تحصيلي
دكتري
چكيده
بهينه‌سازي سازه‌ها به نحوه‌هاي گوناگوني امكان‌پذير است. در طراحي سازه‌ها انتخاب نوع مصالح و تركيب آن‌ها، انتخاب هندسه و همچنين مشخصات هندسي مناسب مقاطع داراي اهميت مي‌باشد. در پايان‌نامه حاضر تلاش شده است تا با استفاده از بروزترين تكنولوژي‌هاي ساخت و روش‌هاي بهينه يابي پيشرفته، به طرح بهينه سازه ازنظر اقتصادي و عملكردي دست‌يابيم.
در ساليان اخير استفاده از مقاطع مركب به‌منظور استفاده حداكثري از ويژگي‌هاي مطلوب مصالح افزايش چشمگيري داشته است. ستون‌هاي كامپوزيت بتني-فولادي، سقف‌هاي كامپوزيت و همچنين بادبندهاي كمانش تاب از رايج‌ترين اين مقاطع هستند. در اين‌گونه سازه‌ها تلاش آن است كه حداكثر عملكرد از سازه حاصل گردد. مقاومت در برابر آتش، خوردگي، افزايش شعاع ژيراسيون با كمترين هزينه، بهبود پايداري، افزايش شكل پذيري و بهبود چرخه هاي هيسترتيك و بسياري موارد ديگر محققان، طراحان و سازندگان را به استفاده از اين مقاطع سوق داده است.
به‌منظور دستيابي به طرح بهينه، استفاده از روش‌هاي فراكاوشي محبوبيت فراواني يافته است. سرعت‌بالاي اين الگوريتم‌ها، عدم قفل شدن فرآيند بهينه¬يابي در بهينه محلي، عدم نياز به مشخصات گراديان و بسياري مزاياي ديگر سبب شده است اين الگوريتم‌ها به‌عنوان جايگزين مناسبي براي روش‌هاي بهينه يابي رياضياتي كلاسيك مطرح شوند. در بسياري از مطالعاتي كه بر روي طراحي بهينه سازه‌ها انجام‌شده است، سازه‌هاي قابي فولادي بررسي شده‌اند و مطالعات كمي روي بهينه‌سازي سازه‌هاي با مقياس واقعي مخصوصاً با سيستم كامپوزيت انجام‌شده است. در اين پايان‌نامه تلاش شده است بروزترين تكنيك‌ها و الگوريتم‌هاي فراكاوشي براي دستيابي به طرح بهينه سازه‌هاي كامپوزيت با مقياس واقعي موردمطالعه قرار گيرند.
در بررسي كاربرد بهينه يابي در سازه‌هاي كامپوزيتي از انواع مختلف تحليل‌هاي طيفي و تاريخچه زماني بهره گرفته‌شده است. همچنين دو روش براي انتخاب ركوردهاي مناسب براي انجام تحليل ديناميكي ارائه‌شده است. درروش اول، با استفاده از الگوريتم¬هاي بهينه¬سازي چند هدفه شتاب‌نگاشت‌هاي مناسب با در نظرگيري محدوديت‌هاي آيين‌نامه‌اي و كمينه نمودن هم‌زمان فاصله ميانگين و پراكندگي مجموعه ركوردهاي انتخاب‌شده با طيف هدف پيشنهادشده است. درروش دوم، چارچوبي براي انتخاب زمين¬لرزه مناسب با استفاده از بهينه¬سازي براي انجام تحليل ديناميكي افزايشي و تخمين منحني‌هاي شكنندگي ارائه-شده است. در حل مثال‌هاي طراحي بهينه انجام‌شده در اين مطالعه، از روش‌هاي انتخاب ركورد پيشنهادشده براي انجام تحليل‌هاي ديناميكي بهره گرفته‌شده است.
در اين پايان‌نامه، مثال‌هاي گوناگوني از سازه‌هاي بزرگ‌مقياس واقعي با استفاده از الگوريتم‌هاي بهينه يابي مطالعه شده است. مسئله اول طراحي بهينه بر اساس عملكرد دو نمونه قاب دوبعدي هشت و بيست طبقه با ستون¬هاي كامپوزيت مي¬باشد كه براي انتخاب بهترين طراحي از مفهوم نسبت محدوده خرابي استفاده‌شده است. در مسئله دوم و سوم طراحي بهينه 10 طبقه منظم و ساختمان 12 طبقه نامنظم موردبررسي قرارگرفته است كه درروند بهينه‌سازي از تحليل تاريخچه زماني خطي بهره گرفته‌شده است و درنهايت در دو مسئله آخر، طراحي بهينه دو سازه ده و بيست طبقه با بادبندهاي كمانش¬تاب انجام‌شده است.
شماره ركورد
195573
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
زلزله
استاد راهنما
دكتر علي كاوه