مطالعه مقايسه‌اي در زمينه بهينه سازي قاب‌هاي شيبدار و منحني گونه با استفاده از الگوريتم‌هاي فراكاوشي

كارشناسي ارشد

قاب¬هاي پرتال سازه¬هاي ساختماني يك طبقه¬اي هستند كه از ستون¬ها و تيرهاي افقي يا شيبدار تشكيل شده¬اند. آن¬ها به¬طور گسترده در ساخت ساختمان¬هاي صنعتي، انبارها، سالن¬هاي ورزشي، ايستگاه-هاي آتش نشاني، سوله¬هاي كشاورزي، آشيانه¬ها و غيره استفاده مي¬شوند. هزينه ساخت اين قاب¬ها به طرز چشمگيري به وزن آن¬ها بستگي دارد. در اين نوشتار طراحي بهينه 2 نوع مختلف قاب پرتال شامل قاب با سقف منحني گونه (PRF) و قاب با سقف شيبدار (PRF) مطالعه مي¬شوند. مقطع اين قاب¬ها به¬صورت غيرمنشوري و I شكل در نظر گرفته مي¬شوند. هدف از طراحي بهينه اين قاب¬ها كمينه كردن وزن آن¬ها است به¬طوري كه برخي قيد¬هاي طراحي كه براساس الزامات آيين نامه¬هاي ANSI/AISC و ASCE 7-16 را ارضاء نمايد. چهار الگوريتم بهينه¬سازي فراابتكاري براي طراحي بهينه اين قاب¬ها در نظر گرفته مي¬شود. اين الگوريتم¬ها عبارتند از بهينه¬ياب مبتني بر آموزش و يادگيري (TLBO)، بهينه‌ساز برخورد اجسام بهيود يافته (ECBO)، الگوريتم چند اجتماعي چوپان بهم آميخته شده (SSOA) و الگوريتم بهينه¬سازي حشره آب¬پيما (WSA). دو هدف در اين نوشتار مورد بررسي قرار مي¬گيرد. در هدف اول به مقايسه كردن وزن-هاي بهينه شده سازه¬هاي CRF و PRF با مشخصات هندسي يكسان در دو دهانه 16 و 32 متري پرداخته مي¬شود. هدف دوم مربوط به مقايسه كردن عملكرد الگوريتم¬هاي در نظرگرفته شده در طراحي بهينه اين قاب¬هاي پرتال است. نتايج به¬دست آمده روشن كرد كه سازه¬هاي CRF اقتصادي¬تر از سازه¬هاي PRF در يك مقايسه برابر هستند. هم‌چنين با مقايسه كردن نتايج به¬دست آمده توسط SSOA با آن¬هايي كه توسط ساير الگوريتم¬هاي فراابتكاري در نظرگرفته شده حاصل شده، نشان مي¬دهد كه الگوريتم SSOA براي طراحي بهينه اين نوع از قاب¬هاي پرتال داراي عملكرد مناسب¬تر مي¬باشد.

196293

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي عمران

دكتر علي كاوه