22905

بهينه يابي پي‌هاي سطحي پدستالي با استفاده از الگوريتم هيبريدي بيگ بنگ-بيگ كرانچ و الگوريتم ارتقاء يافته‌ اجسام برخوردكننده

كارشناسي ارشد

زلزله

96-67

1399/8/18

دكتر علي كاوه

عمران

طراحي اقتصادي همواره از مهم‌ترين مسائل موردتوجه در علم مهندسي بوده است. امروزه به دليل محدوديت نسبي منابع، بهينه‌سازي و صرفه¬جويي در استفاده از منابع و مصالح در ساخت انواع مختلف سازه‌ها، اهميت دوچندان يافته است. از طرفي علاوه بر مسائل اقتصادي، آلودگي‌هاي ناشي از توسعه شهرنشيني و صنعت ساخت‌وساز نيز به دغدغه‌هاي بشر افزوده است. مسائل زيست‌محيطي ناشي از صنعت ساختمان توجه بيشتر متخصصان توسعه پايدار و فعالان محيط‌زيست را به خود جلب كرده است. مشكلات پديد آمده از اين صنعت در بحث توسعه پايدار را مي‌توان در اثر به‌كارگيري روش‌هاي نامناسب طراحي ساختمان‌ها دانست. در اين راستا، هدف روش‌هاي متنوع بهينه‌سازي عبارت است از طراحي انواع گوناگون سازه¬ها، به‌گونه‌اي كه ضمن اقناع نمودن ضوابط آيين‌نامه‌اي، هزينه و انتشار كربن¬دي‌اكسيد(CO2) ناشي از احداث سازه نيز كمترين مقدار ممكن شود. در حرفه‌ مهندسي عمران سازه‌هاي بتني از اهميت زيادي برخوردار هستند. بااين‌حال روش¬هاي طراحي كه هزينه‌ اجرا، ساخت و آلودگي ناشي از انتشار CO2 را در نظر بگيرد، به‌طور شايسته موردتوجه جامعه‌ مهندسي نبوده است. پي‌هاي منفرد بتن¬مسلح يكي از بحراني‌ترين و حساس‌ترين سازه‌هاي بتني در مهندسي ژئوتكنيك است. ازآنجايي‌كه بخش قابل‌توجهي از هزينه‌هاي ساخت مربوط به قسمت فونداسيون است، طراحي اقتصادي پي‌ها از دغدغه‌هاي اصلي مهندسين ژئوتكنيك است. امروزه در زمينه بهينه‌سازي سازه‌ها از يك سري روش‌هاي نوين تصادفي و تقريبي تحت عنوان روش‌هاي فراكاوشي استفاده مي‌شود. در اين پايان¬نامه براي اولين بار از الگوريتم ارتقاءيافته‌ اجسام برخوردكننده (ECBO) در طراحي بهينه‌ پي¬هاي منفرد دو مثال مطرح شده توسط وانگ و كمپ، استفاده‌شده است؛ اين طراحي باتوجه ¬به الزامات ژئوتكنيكي و سازه¬اي و برمبناي آيين¬نامه¬ ACI318-11 انجام¬شده و توابع وزني هزينه و CO2 به عنوان تابع هدف در نظرگرفته¬شده¬اند؛ در سناريوي بعدي مسئله‌ي جديدي با عنوان طراحي بهينه پي پدستالي منفرد مطرح گشته و با هر دو الگوريتم ECBO و HBB-BC حل‌ و نتايج باهم مقايسه شده‌اند. در اين بررسي¬ها از دو فضاي گسسته و پيوسته براي انتخاب متغيرها استفاده¬شده¬است.نتايج نهايي نشان دادند كه الگوريتم ECBO عملكرد بهتري در بهينه يابي دارد و در صورت استفاده از پدستال هزينه نسبت به حالت پي بدون پدستال به طور قابل توجهي كاهش مي يابد.

1399/09/19

optimization of pedestal shallow foundations using hybrid big bang-big crunch and enhanced colliding bodies algorithms

11/8/2020 12:00:00 AM

Economic design has always been one of the most important issues in engineering. Today, due to the relative limitation of resources, optimization and saving in the use of resources and materials in the construction of various types of structures, has become doubly important. On the other hand, in addition to economic issues, pollution from urban development and the construction industry has also added to human concerns. Environmental issues arising from the construction industry have attracted the attention of more sustainable development professionals and environmental activists. The problems arising from this industry in the discussion of sustainable development can be attributed to the use of inappropriate methods of building design. In this regard, the goal of various optimization methods is to design different types of structures, so that while convincing the regulations, the cost and emission of carbon dioxide (CO2) from the construction of the structure is as low as possible. Concrete structures are very important in the civil engineering profession. However, design methods that take into account the cost of construction, fabrication, and pollution from CO2 emissions have not been properly considered by the engineering community. Single reinforced concrete foundations are one of the most critical and sensitive concrete structures in geotechnical engineering. Since a significant part of the construction costs is related to the foundation part, the economic design of the foundations is one of the main concerns of geotechnical engineers. Today, in the field of structural optimization, a series of new random and approximate methods are used under the name of meta-exploration methods. In this dissertation, for the first time, the enhanced collision object algorithm (ECBO) is used in the optimal design of the individual bases of the two examples proposed by Wang and Kemp; This design has been done according to the geotechnical and structural requirements and based on the ACI318-11 regulation and the cost weight functions and CO2 have been considered as the objective function; In the next scenario, a new problem is proposed as the optimal design of a single pedestal and the solution and results are compared with both ECBO and HBB-BC algorithms. In these studies, two discrete and continuous spaces are used to select the variables. The final results showed that the ECBO algorithm has a better performance in optimization and if using a pedestal, the cost is significantly higher than the foundation without a pedestal. Is reduced.