رویکردهای نوین در مهندسی عمران

رویکردهای نوین در مهندسی عمران

بهینه سازی توپولوژی قاب های فولادی میان مرتبه و بلند مرتبه تحت اثر بارگذاری لرزه ای

نوع مقاله : علمی-ترویجی

نویسنده
گروه عمران ، دانشکده فنی و مهندسی ،دانشگاه آزاد اسلامی ،واحد مشهد ، ایران
چکیده
در دنیای واقعی، اغلب مسائل، در برگیرنده‌ی بیش از یک هدف هستند. ضرورت استفاده از سیستم های بهینه سازی سازه ها و به کار بردن آن ها در هنگام طراحی و ساخت سازه با حداقل هزینه کاملا مشخص است. نتایج به دست آمده از مطالعات محققین پیشین در خصوص استفاده از روش های بهینه یابی در طراحی سازه ها، مبین قابلیت بالای این روش در حل مسائل با متغیرهای گسسته مانند سازه های خرپایی و قاب می باشد. لذا استفاده از روش های بهینه سازی در انجام پروسه های طراحی و مهندسی کاملا ضروی به نظر می رسد.این موضوع با توجه به کمینه نمودن وزن کلی قاب، حاصل می‌شود. در این مطالعه هدف اصلی، بهینه سازی توپولوژی قاب های فولادی میان مرتبه(5 طبقه) و بلندمرتبه(10 طبقه) می باشد. تابع هدف در این پژوهش، کمینه شدن انرژی کرنشی و قید محدود کننده، کاهش حجم قاب فولادی در نظر گرفته شده است. نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان داد، بهینه سازی توپولوژی حجم مصالح در قاب 5 طبقه را 60% و در قاب 10 طبقه را 62% کاهش داده و نتایج بهینه در قاب 10 طبقه در مقایسه با قاب 5 طبقه، عملکرد مطلوب تری داشته است. سایر نتایج این مطالعه نشان داد، با افزایش طبقات قاب (از 5 طبقه به 10 طبقه)، مقدار بیشینه‌ی جابه‌جایی در حدود 7 برابر افزایش یافته است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

1-حسن علی محمدی، محدثه و مشایخی، مصطفی(1393)، بهینه سازی توپولوژی سازه فضاکار تحت دولایه با استفاده از ترکیب الگوریتم سیستم جستجوی ذرات باردار اصلاح شده و روش بهینه سازی تکاملی سازه ها، هشتمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، بابل.
2- Tiago P. Ribeiro, Luís F. A. Bernardo and Jorge M. A. Andrade (2021). Topology Optimisation in Structural Steel Design for Additive Manufacturing, Applied Sciences 11, 2112.
3- سروش، حمیده، افغانی خراسگانی، رهام، حافظی، محمدرضا و علی اکبرلو، حمید(1400)، بهره گیری از بهینه سازی توپولوژی جهت دستیابی به فرم در طراحی معماری، فصلنامه علمی پژوهشی نقش جهان، دوره11، شماره4.
4- جوهری، میثم و احمدی ندوشن، بهروز(1396)، بهینه سازی توپولوژی بر اساس قابلیت اعتماد در سازه پل با استفاده از روش های قابلیت اعتماد مرتبه اول و دوم، نشریه علمی پژوهشی مهندسی سازه و ساخت، سال چهارم، شماره 1.
5- علوی نیا، یاسر و ابوالبشری، محمد حسین(1396)، بهینه سازی توپولوژی و شکل سازه های پیوسته غیرخطی با روش بهینه سازی تکاملی سازه ها، مجله علمی پژوهشی مهندسی عمران مدرس، دوره هفدهم، شماره1.
6- محمدزاده، حامد و ابوالبشری، محمد حسین(1398)، بهینه سازی توپولوژی سازه ها بر اساس قابلیت اطمینان برای سازه های دارای بار چندگانه، مجله مهندسی مکانیک، شماره پیاپی 89، جلد 49، شماره 4، صفحات 223-227.
7-استاندارد 2800 (1393)، آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، ویرایش چهارم.
8- مبحث ششم مقررات ملی ساختمان(1398)، بارهای وارد بر ساختمان، دفتر امور مقررات ملی ساختمان، ویرایش چهارم.
9- Aydin Pavir, B. Shekastehband Hysteretic behavior of coupled steel plate shear walls. Volume 133, June 2017, Pages 19.