بهینه سازی سطح مقطع، هندسه و توپولوژی ستونها در سازه های فضاکار با استفاده از الگوریتم وراثتی

منظور از بهینه سازی در مهندسی عمران یافتن طرحی است که ضمن رعایت ضوابط فنی حداقل وزن را نتیجه دهد. سازه های فضاکار یکی از انواع سازه هایی است که در مهندسی عمران کاربرد روزافزونی دارد. بنابراین بهینه سازی این سازه ها که از عضوهای زیادی تشکیل شده اند کمک بزرگی از نظر اقتصادی خواهد بود. در سازه های فضاکار برای نگهداشتن سقف در ارتفاع موردنظر از ستونهای محیطی استفاده می شود. وجود یا عدم وجود بعضی از این ستونها باعث تغییرات تنش در بعضی از اعضاء و نهایتاً منجر به تغییرات وزن سازه می گردند. در سازه های فضاکار دو لایه تعیین مناسب ارتفاع بین دو لایه و همچنین تعیین ارتفاع بین لایه ها در سازه های فضاکار گنبدی شکل، از قدمهای اساسی در طراحی این نوع سازه ها محسوب می شوند. از آنجا که در ایران آیین نامه خاصی جهت طراحی این نوع سازه ها تدوین نشده است، لذا از ارتفاع های مذکور با توجه به ابعاد مدل تعیین خواهد شد.

یکی از مشکلات موجود در مساله بهینه سازی همگرایی موضعی می باشد. بنابراین استفاده از ابزاری که بتواند بر مشکل مذکور غلبه نماید، ضروری به نظر می رسد. الگوریتم وراثتی که یکی از روشهای بهینه سازی الهام گرفته از طبیعت است بر این مشکل فائق آمده است.

 

دانلود پایان نامه بهینه سازی سطح مقطع، هندسه و توپولوژی ستونها در سازه های فضاکار با محدودیت کمانش با استفاده از الگوریتم وراثتی 

در این تحقیق همواره بهینه سازی کلیه مقاطع مد نظر است. دیگر اهداف عمده عبارتند از بهینه سازی سازه های فضاکار دو لایه با در نظر گرفتن توپولوژی ستونها، کمانش کلیه اعضاء و تعیین مناسب ترین ارتقاع بین دو لایه. بدیهی است بمنظور تامین پایداری جانبی این سازه ها افزودن بادبند در محلهای مناسب (بین ستونها) ضروری می باشد. همچنین در سازه های گنبدی شکل با قطر دهانه ثابت، یافتن وزن حداقل سازه بستگی به موقعیت گره ها و بارگذاری آنها دارد. بدیهی است با تغییر موقعیت گره ها، سطح بارگیر گره ها نیز متغیر خواهد بود. لذا تعیین بهترین موقعیت گره ها با در نظر گرفتن حفظ انحنای گنبد، بمنظور دستیابی به حداقل وزن سازه بعنوان هدف دیگر این نوشتار منظور گردیده است.

 

 

نتایج تحقیق نشان می دهد که در طراحی سازه های فضاکار دو لایه، علاوه بر تعیین ارتفاع مناسب بین دو لایه، میتوان بعضی از ستونهای محیطی را نیز حذف نمود. همچنین در سازه های فضاکار گنبدی شکل، ضمن تعیین موقعیت گره ها با در نظر گرفتن انحنای گنبد، وجود ستونهای محیطی در سازه الزامی می باشد.

 

 

به منظور نیل به اهداف فوق اقدام به تهیه نرم افزاری گردید که کلیه مراحل تحلیل، طراحی و بهینه سازی سازه های مذکور را با در نظر گرفتن شرایط اخیر بوسیله الگوریتم وراثتی انجام می دهد.