26109

طراحي بهينه پي بتني مستطيلي و دايره‌اي با استفاده از الگوريتم‌هاي PGO، ECBO و RO

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران-زلزله

1397

1400/8/26

دكتر علي كاوه

مهندسي عمران

امروزه در علوم مهندسي بخصوص در ساخت‌وساز، يافتن بهترين طرح اقتصادي ممكن به دليل محدوديت منابع و نياز به كنترل مصارف از اهميت بالايي برخوردار هست. در اين مطالعه طراحي بهينه پي‌هاي بتني مسلح كه بخش قابل‌توجهي از هزينه ساخت‌وسازها را به خود اختصاص مي‌دهند با در نظر گرفتن الزامات آيين‌نامه ACI318-13 در دو شكل مستطيلي و دايره‌اي تحت اثر بارمحوري و خمش دومحوره با استفاده از الگوريتم‌هاي فراابتكاري PGO، ECBO و RO موردبررسي قرارگرفته است. براي طراحي از مدل رياضي لوانوس روجاس كه برخلاف روش‌هاي مرسوم، با در نظر گرفتن فشار واقعي خاك بر سطح تماس پي‌ها ايجادشده، استفاده‌شده است. در اين مطالعه پس از طراحي بهينه پي بتني مسلح با استفاده از هر الگوريتم و بررسي حساسيت الگوريتم‌ها نسبت به پارامترهاي داخلي‌شان، مقايسه‌اي بين عملكرد سه الگوريتم ازنظر توانايي بهينه‌سازي و سرعت اجرا صورت گرفته است؛ سپس، مقايسه‌اي بين طراحي بهينه با استفاده از الگوريتم‌هاي فراابتكاري و طراحي مرسوم صورت گرفته و در انتها بهينه بودن پي مستطيلي و دايره‌اي تحت بارگذاري يكسان با فرض اينكه هزينه بتن‌ريزي و آرماتورگذاري و قالب‌بندي و خاك‌برداري براي هر دو نوع پي يكسان باشد، موردبررسي قرارگرفته است. نتايج حاكي از آن است كه در همه موارد الگوريتم PGO بهينه‌ترين طرح را ارائه مي‌دهد كه اختلاف بسيار ناچيزي با طرح بهينه ارائه‌شده توسط الگوريتم ECBO و RO دارد؛ ازلحاظ زمان اجرا نيز الگوريتم PGO سريع‌تر اجراشده و توانايي بيشتري دارد. در حالت كلي مي‌توان گفت استفاده از الگوريتم‌هاي PGO و RO جواب‌هاي به‌مراتب بهتري در زمان كمتر ارائه مي‌دهند. همچنين نتايج نشان مي‌دهد پي‌هاي دايره‌اي در مقايسه با پي‌هاي مستطيلي تحت بارگذاري بررسي شده اقتصادي‌تر هستند.

1400/12/02

Optimal design of rectangular and circular concrete footings using PGO, RO and ECBO algorithms

11/17/2022 12:00:00 AM

Nowadays, in engineering sciences, especially in construction, finding the best possible economic plan is very important due to limited resources and the need to control consumption. In this study, the optimal design of reinforced concrete foundations, which accounts for a significant part of the construction cost, has been considered by taking into account the requirements of ACI318-13 in two rectangular and circular shapes under the effect of axial load and biaxial bending using PGO, ECO, RO meta-heuristic algorithms. For designing, the mathematical model of Levanus Rojas, is utilized by considering the real soil pressure on the contact surface of the footings. In this study, after the optimal design of reinforced concrete foundation using each algorithm and examining the sensitivity of algorithms to their internal parameters, a comparison has been made between the performance of the three algorithms in terms of optimization ability and execution speed. Then, a comparison is made between the optimal design using meta-heuristic algorithms and conventional design. Finally, the optimality of rectangular and circular foundations under the same load is analyzed by assuming that the cost of concrete, reinforcement, formwork and excavation are the same for both types of foundations. The results show that in all cases the PGO algorithm presents the most optimal design, in which there is little difference from the optimal design provided by the ECBO algorithm. In terms of runtime, the PGO algorithm is faster and more capable. In general, it can be said that the use of PGO and ECBO algorithms provide much better answers in lower analysis time. The results also show that circular footings are more economic than rectangular footings.

طراحي بهينه پي‌ها، الگوريتم بهينه‌سازي توليد پلاسما، الگوريتم بهينه‌سازي ارتقاءيافته برخورد اجسام، الگوريتم بهينه‌سازي اشعه، پي منفرد مستطيل شكل و پي منفرد دايره‌اي شكل

Optimal design, reinforced concrete footings, rectangular and circular

پريا حميدزاده

پريا حميدزاده