21893

21893

بهينه سازي طراحي براساس قابليت اطمينان قاب هاي فولادي با استفاده از الگوريتم هاي فراكاوشي

كارشناسي ارشد

سازه

95-98

1398/8/25

پروفسور علي كاوه

عمران

حل مساله ي بهينه سازي نه تنها به كاهش قابل ملاحظه ي هزينه ي سازه كمك مي كند، بلكه همچنين براي برآورده شدن مقاومت نهايي و حد سرويس دهي نيز اطمينان مي دهد. از اين رو بهينه سازي سازه ها در طول دهه هاي گذشته به صورت قابل توجهي گسترش پيدا كرده است. با اين حال در مسائل بهينه سازي قطعي عدم قطعيت متغيرها در نظر گرفته نمي شود كه اين عدم قطعيت ها مي توانند طراحي را به هر تغيير در شرايط سازه حساس كنند و ساختمان را در خطر خرابي قرار دهند. بنابراين يك مفهوم جديد طراحي به نام بهينه سازي طراحي بر اساس قابليت اطمينان (RBDO) براي نشان دادن اين مساله به وسيله¬ي در نظر گرفتن عدم قطعيت متغير ها از طريق توزيع و چگالي احتمال آنها در فرآيند بهينه سازي گسترش يافت. در اين مطالعه تاثيرات عدم قطعيت متغيرها در فرآيند بهينه سازي طراحي در نظرگرفته شده است، در نتيجه ي اين كار سازه نه تنها با كمترين هزينه ي ممكن طراحي شده، بلكه يك سطح مشخص از ايمني نيز در طراحي در نظر گرفته شده است. براي اين منظور از تركيب الگوريتم هاي فراكاوشي با روش SLDM كه روشي مبتني بر قابليت اطمينان مرتبه اول است استفاده شده است. با استفاده از روش SLDM مساله ي RBDO به مساله ي بهينه سازي قطعي تبديل شده و مي تواند توسط الگوريتم هاي بهينه سازي استاندارد حل شود. دقت و كارايي روش تركيبي مورد استفاده از طريق دو مثال طراحي شامل قاب دو دهانه ي سه طبقه و قاب سه دهانه ي بيست و چهار طبقه نشان داده شده است. همچنين براي صحت سنجي نتايج از شبيه سازي مونت كارلو كه يك روش قدرتمند در تحليل قابليت اطمينان است استفاده شده است. نتايج به دست آمده دقت و كارايي روش تركيبي مورد استفاده را تائيد مي كنند.

1399/02/10

Reliability-Based Design Optimization of Steel Frame Using Meta-heuristic Algorithms

11/15/2020 12:00:00 AM

Optimization not only helps to reduce the cost of a structure enormously, but it also assures the satisfaction of the ultimate strength and serviceability limits. Therefore, structural optimization has been developed to a large extent in recent decades. Nevertheless, in deterministic optimization problems, uncertainty of variables is not considered and this uncertainty can affect the structures sensitive to alteration of the structural conditions and can put them to the risk of a damage or even failure. Therefore, a new concept of design called reliability based design optimization (RBDO) was developed to take care of the uncertainty of the variables by their distribution and probability density in optimization process. In this study, effects of variables uncertainties in design optimization process is considered thus not only is the structural designed with the lowest cost but also an identified level of safety is considered in design. For this purpose, combination of meta-heuristic algorithms with SLDM method is used which is based on the first order reliability. Using SLDM method, RBDO problem is transformed into an optimization problem and has been solved by standard optimization algorithms. Accuracy and efficiency of this combinational method is demonstrated by two design examples of 2-bay-3-story and 3-bay-24-story frames. For verification of the results, Monte Carlo Simulation is utilized which is a powerful method in reliability analysis. The obtained results confirm the accuracy and efficiency of the used combinational method.

بهينه سازي طراحي براساس قابليت اطمينان قاب هاي فولادي با استفاده از الگوريتم هاي فراكاوشي

Reliability-Based Design Optimization of Steel Frame Using Meta-heuristic Algorithms