بررسی آنالیز دینامیکی و استاتیکی در طرح بهینه قاب‌های فولادی با استفاده از الگوریتم ژنتیک

آنالیز سازه - زلزله

مقاله 5، دوره 15، شماره 4، اسفند 1397، صفحه 51-66   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

محمدرضا برادران¹؛ مرتضی مدح خوان^{* 2}

¹گروه مهندسی عمران، پردیس دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

²دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان ، ایران.

چکیده

الگوریتم ژنتیک یکی از پرکاربردترین الگوریتم‌های جستجوی تصادفی برای یافتن جواب بهینه در مسائل قاب‌های ساختمانی چند طبقه می‌باشد. در مقاله حاضر وزن بهینه قاب‌های چند طبقه فولادی تحت آنالیزهای دینامیکی طیفی و آنالیز استاتیکی معادل با استفاده از الگوریتم ژنتیک تعیین شده است و تاثیر آنالیز‌های دینامکی طیفی و استاتیکی معادل در مقدار وزن بهینه قاب مورد بررسی قرار گرفته است. طراحی اعضای قاب بر اساس روش LRFD و منطبق با آیین‌نامه AISC360-16 و AISC341-16 انجام گرفته است. همچنین در آنالیز دینامیکی طیفی، مودهای موثر قاب بر اساس آیین‌نامه ASCE 7-16 تعیین و نیروهای داخلی اعضا بر این اساس تعیین شده اند. آنالیز و بهینه‌سازی قاب با استفاده از برنامه نوشته شده با زبان برنامه‌نویسی متلب (MATLAB) انجام گرفته است. همچنین از سه نوع انتخاب تصادفی، انتخاب بر اساس شایستگی و انتخاب رقابتی جهت انتخاب مقاطع و سه الگوی ترکیب مختلف شامل ترکیب تک نقطه‌ای، دو نقطه‌ای و پیوسته به صورت همزمان استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد استفاده همزمان از سه نوع ترکیب و سه نوع انتخاب منجر به همگرایی سریع‌تر به جواب بهینه می‌شود. همچنین با افزایش مقدار بار وارد بر قاب، اختلاف بین وزن بهینه حاصل از دو نوع آنالیز افزایش می‌یابد و با افزایش تعداد طبقات، آنالیز طیفی در بارهای کمتر وزن بهینه کمتری را نسبت به آنالیز استاتیکی معادل می‌دهد، اما با افزایش بار، آنالیز استاتیکی معادل وزن کمتری را به دست می‌دهد که نشان دهنده اهمیت آنالیز دینامیکی طیفی در طرح بهینه قاب‌های بلند مرتبه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

آنالیز دینامیکی طیفی؛ آنالیز استاتیکی معادل؛ طرح بهینه؛ الگوریتم ژنتیک؛ قاب فولادی

مراجع