بهینه سازی کابل های پیش تنیده در قاب های فولادی با چیدمان منظم مهاربند با استفاده از الگوریتم ژنتیک

در پژوهش حاضر بهینه سازی کابل های پیش تنیده در قاب های فولادی با چیدمان منظم مهاربند مورد ارزیابی قرار گرفته است. نوع بهینه یابی به صورت مکان یابی موقعیت کابل ها در طبقات مدنظر می باشد. بهینه سازی قاب ها با در نظر گرفتن شرایط و محدودیت های موجود یا همان توابع قید که همواره یکی از اهداف مهندسان و طراحان بوده، انجام شده است. تاکنون تحقیقات زیادی بر روی بهینه سازی انجام شده و روش های مختلفی برای حل پیشنهاد شده است. به طور کلی روش های بهینه سازی را می توان به سه دسته روش های ریاضی، معیار بهینگی و فرا اکتشافی تقسیم بندی نمود. در این تحقیق از الگوریتم ژنتیک که از جمله روش های فرا اکتشافی به شمار می رود، استفاده شده است. در این تحقیق وزن سازه به عنوان تابع هدف و محدودیت های تنش و تغییر شکل به طور همزمان به عنوان قیدهای مسئله بهینه سازی در نظر گرفته شده است. محل بهینه، قطر و مقدار نیروی پیش تنیدگی کابل ها به عنوان متغیرهای مسئله در نظر گرفته شده است. برای تحلیل سازه ها از نرم افزار OpenSees و روش استاتیکی غیرخطی استفاده شده است. برای پیاده سازی این موضوع، قاب های سه، هشت و دوازده طبقه با نسبت دهانه های مختلف در حالت مهاربندی ضربدری روی هم (چیدمان منظم مهاربندها) مورد بررسی قرار گرفته و مشاهده می شود که در۶۰ درصد مدل ها دو دهانه میانی و تنها در ۴۰ درصد دو دهانه کناری به عنوان دهانه بهینه مهاربند گذاری شده اند. همچنین مشاهده می شود که ضریب رفتار برای سازه های ۳ طبقه با یک دهانه مهاربند گذاری در بازه ۶۱/۴ تا ۸۸/۵ ، در سازه های ۸ و ۱۲ طبقه با دو دهانه مهاربند گذاری به ترتیب در بازه ۵۱/۳ تا ۹/۴ و ۰۴/۴ تا ۳۴/۵ متغییر بوده است. همچنین نتایج این مطالعه نشان می دهد که نیروی پیش تنیدگی برای سازه های ۳ طبقه در بازه ۱۲/۰ تا ۱۸/۰، برای سازه های ۸ طبقه در بازه ۱/۰ تا ۲۸/۰ و در سازه های ۱۲ طبقه در بازه ۱/۰ تا ۳۲/۰ تنش نهایی کابل متغییر بوده است.

Keywords:

الگوریتم ژنتیک , قاب های فولادی , روش استاتیکی غیرخطی , بهینه سازی نیروی پیش تنیدگی کابل , چیدمان منظم مهاربند