21194

۲۱۱۹۴

بهينه سازي شبكه هاي دو لايه با كابل ها

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران

۱۳۹۸

۱۳۹۸/۰۷/۱

دكتر علي كاوه

عمران

چكيده : در مواردي كه احتياج به پوشش مساحت هاي بزرگ و بدون ستون از قبيل استاديوم هاي ورزشي، آشيانه هواپيما كارخانه ها پل ها و ... باشد، از سازه هاي فضاكار استفاده مي شود. ﺍﺯموﺍﺭﺩ ﺣﺎئز ﺍﻫﻤﯿﺖ ﺩﺭ ﺑﻬﯿﻨﻪ ﯾﺎﺑﯽ ﺳﺎﺯﻩ ﻫﺎي ﻓﻀﺎﮐﺎﺭ ﺣﺪﺍﻗﻞ ﺳﺎﺯي وﺯﻥ ميﺑﺎﺷﺪ كه به صورت تابع هدف در الگوريتم هاي بهينه سازي تعريف مي شود ﮐﻪ ﻋﻼوﻩ ﺑﺮ كاهش ﻫﺰﯾﻨﻪ، ﻣﺰﺍﯾﺎي ﺩﯾﮕﺮي ﺍﺯ ﻗﺒﯿﻞ ﮐﺎﻫﺶ ﺟﺮﻡ و ﻧﯿﺮوﻫﺎي ﺍﯾﻨﺮﺳﯽ، ﺍﻣﮑﺎﻥ ﺍﻓﺰﺍﯾﺶ ﺩﻫﺎﻧﻪ، ﻧﯿﺎﺯ ﺑﻪ ﺍﻣﮑﺎﻧﺎﺕ و ﺗﺠﻬﯿﺰﺍﺕ ﮐﻢ ﻇﺮﻓﯿﺖتر ﺑﺮﺍي ﺣﻤﻞ و ﻧﺼﺐ ﺧﻮﺍﻫﺪ داشت. استفاده از الگوريتم هاي فراكاوشي كه از قوانين فيزيكي طبيعت الهام گرفته شده اند اين امكان را مي دهد تا براي بهينه سازي انواع مسائل پيچيده از آن ها استفاده كنيم. در اين رساله با اضافه كردن كابل ها به شبكه هاي دو لايه تخت به منظور طراحي سقف براي سالن ورزشي و آشيانه هواپيما و بهينه سازي آن با الگوريتم هاي فراكاوشي ذرات برخورد كننده بهبود يافته و الگوريتم بهينه سازي ذرات مرتعش مورد مطالعه قرار مي گيرد. هدف از بهينه سازي در اين رساله كمينه كردن وزن سازه و همچنين كاهش خيز وسط دهانه است. المان هاي شبكه دو لايه و كابل ها متغير هاي طراحي هستند. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه اضافه كردن كابل ها علاوه بر كاهش 18 و 28 درصدي وزن سازه در دهانه هاي مختلف خيز وسط دهانه هم كاهش مي يابد. روش تحقيق بر اساس ارتباط الگوريتم ها در نرم افزار برنامه نويسي MATLAB و نرم افزار المان محدود SAP2000 مي باشد به اين صورت كه پاسخ هاي حاصل از تحليل سازه در نرم افزار المان محدود توسط الگوريتم هاي بهينه سازه مورد استفاده قرار مي گيرد و اين عمل تا دستيابي به پاسخ بهينه تكرار مي شود. در تمام مثال هاي بررسي شده الگوريتم ذرات برخورد كننده بهبود يافته بهترين عملكرد را داشت و بهينه ترين وزن توسط اين الگوريتم به دست آمد. واژگان كليدي : بهينه سازي، الگوريتم هاي فراكاوشي، شبكه هاي دو لايه، تابع هدف، كابل ها

1398/07/28

Optimization of Double Layer Grids with Cables

10/20/2019 12:00:00 AM

Abstract: When space is required to cover large, unpaved areas such as sports stadiums, aircraft factories, bridges, etc., space structures are used. To reduce the weight of the structures is important in optimization process, and we can define this parameter as objective function in optimization algorithms. Reduce the cost of construction, reduce the deterioration the materials, and increase the possibility to use the larger span are the some of benefits of the optimization in design the space structures. The use of meta-heuristic algorithms inspired by the physical laws of nature allows us to optimize a variety of complex problems. In this dissertation, by adding cables to Flat Double-Layer grids to design the roof for the lounge and hangar and optimize it with improved colliding bodies optmization algorithms and vibration particle optimization algorithm. The purpose of the optimization in this thesis is to minimize the weight of the structure as well as to reduce the center span. Double-layer grid elements and cables are design variables. The results show that adding the cables also reduces the structural weight of the various openings in the middle of the crater in addition to reducing the 18 and 28 percent of the structural weight. The research method is based on the relevance of the algorithms in MATLAB programming and SAP2000 finite element software, so that the structural analysis responses in finite element software are used by the optimized structural algorithms and this is done until Achieving optimal response is repeated. In all the investigated examples, ECBO algorithm performed better than VPS algorithm and the optimum weight was obtained by this algorithm. Keywords: Optimization; Metaheuristic Algorithms; Double-Layer Grids; Objective Function; Cables