26374

طراحي بهينه سقف هاي كامپوزيتي عرشه فولادي با تير هاي لانه زنبوري توسط الگوريتم هاي فراكاوشي

دكتري تخصصي

عمران-سازه

8/12/1400

علي كاوه

عمران

مسئله بهينه سازي سقف هاي كامپوزيتي لانه زنبوري منفرد با تير هاي محيطي لانه زنبوري توسط الگوريتم VPS حل شده و علاوه بر تعيين متغير هاي طراحي از تكنيك هاي مكملي براي كاهش هزينه مازاد استفاده شده است. نتايج نشان مي دهد كه ممكن است، افزايش هزينه عرشه دال ها منجر به كاهش هزينه تير هاي فولادي و در نتيجه كاهش هزينه برآيند سقف شود. در ساختمان هاي فولادي نامتقارن احتمال دارد كه افزايش هزينه سقف هاي كامپوزيتي لانه زنبوري با افزايش تقارن در سازه، منجر به كاهش هزينه قاب هاي فولادي و در نتيجه كاهش هزينه برآيند ساختمان شود. بنابراين مسئله طراحي بهينه لرزه اي ساختمان هاي فولادي نامتقارن حل شده تا علاوه بر طراحي بهينه سقف هاي يكتا ، تاثير افزايش هزينه سقف ها در هزينه برآيند ساختمان بررسي شود. ابتدا سقف هاي يكتاي ساختمان با الگوريتم VPS ميزان شده طراحي شده و فضاي جستجويي متشكل از طرح هاي مقبول با هزينه هاي مختلف براي هر سقف به وجود مي آيد. سپس توزيع بهينه سقف ها به چشمه هاي ساختمان كه طراحي قاب هاي فولادي خمشي متناظر بهينه باشد، توسط الگوريتم ACSبا استراتژي ASrank تعيين مي شود. به اين دليل كه كنترل مد اصلي ارتعاش سقف هاي كامپوزيتي تابعي از ابعاد تير هاي فرعي سقف و شاهتير هاي قاب است، روش يكپارچه مذكور با تسهيل كنترل معيار ارتعاش متضمن عملكرد مناسب اين سقف ها خواهد شد. نتايج نشان مي دهد كه توزيع بهينه سقف ها معادل با توزيع كم هزينه ترين طرح هاي فضاي جستجوي بهينه توليد شده به چشمه هاي ساختمان است. در برخي از راه حل هاي حد واسط افزايش هزينه سقف ها با كاهش هزينه قاب هاي فولادي منجر به كاهش هزينه برآيند شده است. از مكانيزم ميزان براي كاهش هزينه محاسباتي استفاده شده و روش گراف محوري براي تشكيل شبكه MTSP معرفي شده است.

1401/01/31

Optimal design of composite castellated floor systems by meta-heuristic algorithms

2/27/2023 12:00:00 AM

The optimization problem of composite castellated floor systems with perimeter castellated beams is solved by the VPS algorithm and besides exploring the design variables a set of complementary cost reduction techniques are employed. The results demonstrated that it is possible that increasing the cost of deck slabs enhances the composite steel-concrete action. This enhancement decreases the cost of supporting steel beams leading to a reduction of the resultant cost of the floor system. In asymmetrical-plan steel buildings, it is possible that increasing the cost of composite castellated floor systems enhances the symmetry of the structure. This enhancement decreases the cost of the supporting steel frame leading to a reduction of the resultant cost of the structure. Thus besides the optimization of the distinct floor systems, the problem of optimal seismic design of asymmetrical-plan steel buildings is solved to investigate the sensitivity of the total cost of the structure to variation of the cost of floor systems. In the first phase, the distinct floors of the asymmetrical steel building are optimized by fine-tuned VPS algorithm and a search space containing multiple feasible designs with different costs would be formed. Then in the next phase, the optimal distribution of the discrete floor variables in the floor bays of the rigidly connected steel buildings is determined by the ACS algorithm with ASrank strategy. Since the principal mode of vibration is a function of both interior beams and girder design, such a unified approach facilitates the proper function of the composite castellated floor systems. The results reveal that the distribution of the least-cost floor solutions in the floor bays of the steel buildings proved to be the optimal distribution. In many intermediate solutions, a surge in the cost of floor systems decreases the cost of supporting steel frames, resulting in a reduction of the resultant cost of the structure.

طراحي بهينه ساختمان هاي فولادي , واژه‌هاي كليدي: طراحي بهينه ساختمان هاي فولادي، بهينه سازي سقف هاي كامپوزيتي لانه زنبوري , ساختمان هاي فولادي نا متقارن , الگوريتم هاي فرا كاوشي , الگوريتم سيستم ذرات مرتعش VPS , الگوريتم سيستم كلوني مورچه ها ACS

Optimal sesimic design of steel building , Optimization of composite castellated floor systems , asymmetrical-plan steel building , asymmetrical steel frames , metaheuristic algorithms , Vibrating particle system (VPS) algorithm , Ant colony system (ACS) algorithm

Amir Fakoor

Ali Kaveh