بهینه سازی نیروی پیش تنیدگی در قاب های فولادی کوتاه، میان و بلند مرتبه با استفاده از روش فرا ابتکاری

نوع مقاله : مقاله علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، پژوهشگر قرارگاه خاتم الانبیاء

2 کارشناسی ارشد مهندسی عمران-سازه ، گروه مهندسی عمران، موسسه آموزش عالی علاء الدوله سمنانی، گرمسار، ایران

چکیده

در نوشتار حاضر، بهینه‌سازی نیروی پیش تنیدگی در قاب های فولادی کوتاه مرتبه، میان مرتبه و بلند مرتبه با استفاده از الگوریتم ژنتیک مورد ارزیابی قرار گرفته است. نوع بهینه یابی به‌صورت مکان یابی محل استقرار کابل ها در طبقات مختلف قاب های سه، هشت و دوازده طبقه بوده و تابع هدف در فرآیند بهینه سازی، کمینه شدن تابع وزن قاب های مورد مطالعه می باشد. محل بهینه، قطر و مقدار نیروی پیش تنیدگی کابل‌ها 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 پیاده‌سازی این موضوع، قاب های سه، هشت و دوازده طبقه با نسبت دهانه های مختلف در دو حالت مهاربندی ضربدری روی هم (چیدمان منظم مهاربندها) و پیدمان دلخواه مهاربند ها (چیدمان نا منظم مهاربندها) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان می دهد، که ضریب رفتار برای سازه های 3 طبقه با یک دهانه مهاربند گذاری در بازه 61/4 تا 88/5 ، در سازه های 8 و 12 طبقه با دو دهانه مهاربند گذاری به ترتیب در بازه 51/3 تا 9/4 و 04/4 تا 34/5  متغییر بوده است. همچنین با مقایسه بین مهاربند گذاری روی هم و مهاربند گذاری در دهانه های دلخواه مشاهده می شود که وزن بهینه در سازه های 3 طبقه برای مهاربند گذاری در دهانه های دلخواه 9 درصد، در سازه های 8 طبقه 5 درصد و در سازه های 12 طبقه 7 درصد نسبت به مهاربند گذاری روی هم کمتر بوده که این نشان از بهینه مطلق بودن آرایش مهاربندی دلخواه است. لازم به ذکر است با مقایسه بین مهاربند گذاری روی هم و مهاربند گذاری در دهانه های دلخواه مشاهده می شود که ضریب رفتار در سازه های 3 طبقه برای مهاربند گذاری در دهانه های دلخواه 5 درصد، در سازه های 8 طبقه 12 درصد و در سازه های 12 طبقه 13 درصد نسبت به مهاربند گذاری روی هم بیشتر بوده که این نشان از بهینه مطلق بودن آرایش مهاربندی دلخواه است.

کلیدواژه‌ها


[1]-کلات جاری، و.، ر.، و طالب پور.، م. ح.، 1390، بهینه یابی سطح مقطع و توپولوژی سازه ها از طریق الگوریتم ژنتیک و بررسی روش های گوناگون فرآیند انتخاب در روند بهینه یابی، مجموعه مقالات ششمین کنگره ی ملی مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.
[2]- بهرامی، ب.، و حسینی، ح.، 1394، بررسی نحوه آرایش کابل ها در بهبود عملکرد قاب خمشی فولادی، دومین کنفرانس ملی زلزله.
[3]-Hou, X., and Tagawa, H., 2009, Displacement-resraint bracing for sesmic retrofit of steel moment frame, Journal of Constructional steel research, 65, 1096-1104.
[4]- حسین زاده، ب.، 1393، بررسی تجربی و تئوری کاربرد مهاربند کابلی در مقاوم سازی قاب خمشی فولادی، مجله ی مهندسی عمران شریف، دوره30، شماره4.
 [5]- محمدیان، ص.، رحمانی دباغ، م.، 1392، بررسی عملکرد بادبند کابلی با قراردادن صفحه فولادی مثلثی و دایره ای شکل در وسط بادبند، تحت بارگذاری هیسترسیس و پوش آور، .چهارمین کنفرانس ملی زلزله و سازه.کرمان.