طراحی بهینه ی غیرخطی قاب های فولادی مهاربندی شده با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری (ICA)

در این مقاله طراحی بهینه ی غیرخطی قاب فولادی مهاربندی شده با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری مورد بررسیقرار گرفته است. بررسی پیشینه ی بهینه سازی سازه ها با استفاده از این روش نشان می دهد که تا کنون بیشتر پژوهشگراناز روش های تحلیل خطی برای یافتن جواب بهینه بهره برده اند. در این مقاله با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطیاقدام به بهینه سازی کرده و با تشکیل مفاصل پلاستیک تا تبدیل شدن سازه به مکانیزم جوابی بهینه تر که همان رسیدنبه وزن کمتر است را برآورده ساخته ایم. بدین منظور دو قاب فولادی شش و نه طبقه بررسی شده و نتایج تحلیل خطی وغیرخطی مقایسه شده اند. همچنین با اعمال تغییراتی در الگوریتم، در تعداد تکرارهای کمتری نسبت به سایر تحقیقاتصورت گرفته به جواب بهینه دست یافتیم که الگوریتم در طی این تکرارها با ارضای محدودیت ها و قیدهای اعمالی، بهینهترین مقطع w را برای تیرها، ستون ها و مهاربندها از بین لیست 272 عددی مقاطع برمی گزیند. در این مقاله جهتبهینه کردن وزن قاب، برنامه کامپیوتری تحت نرم افزار MATLAB نوشته شده است که با کمک نرمافزار Excel ،توانایی ارتباط (انتقال و دریافت داده ها) با نرم افزار SAP2000 جهت تحلیل و طراحی را دارا می باشد. در فرآیند بهینهسازی وزن سازه به وسیله ی الگوریتم رقابت استعماری، از روشهای تحلیل خطی و غیرخطی بهره گرفته شده است. باتوجه به نتایج به دست آمده از بررسی قاب های بهینه شده، شاهد تشکیل مفاصل پلاستیک در حالت تحلیل غیرخطیهستیم که موجب استفادهی حداکثری از ظرفیت مقاطع و در نتیجه کاهش وزن سازه شده است. همچنین به طور کلینسبت تقاضا به ظرفیت اعضا کاهش یافته است که نشانگر یکنواخت شدن میزان خسارت در سازه می باشد.

Keywords:

بهینه سازی سازه ای , الگوریتم رقابت استعماری , تحلیل غیر خطی , مفصل پلاستیک , قاب فولادی