26528

طرح بهينه پل‌هاي خرپايي با استفاده از الگوريتم‌هاي فراابتكاري

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران زلزله

98

1401/2/31

دكتر وحيد بروجرديان

دكتر اليار ظفرخواه

عمران

پل‌ها يكي از مهم‌ترين زيرساخت‌هاي شهري محسوب مي‌شوند. از طرف ديگر در صورت آسيب ديدگي و تخريب زمان زيادي براي جايگزيني همان پل مورد نياز است در نتيجه پل‌ها سريع‌الاحداث مي‌توانند راه حل اين مشكل باشند. در همين راستا در اين پژوهش در گام نخست به طراحي سه پل سريع‌الاحداث خرپايي براي مقاصد مختلف پرداخته شده‌است. اين پل‌ها شامل يك پل خرپايي وانت روي 18 متري، يك پل خرپايي كاميون روي 27 متري و يك پل خرپايي عابر پياده 36 متري مي‌باشند. به علت سهولت در اجرا و حمل، پل‌ها به صورت مدولار طراحي شده‌اند. در گام بعدي ديواره‌ي اين پل‌ها به صورت دو بعدي در نرم‌افزار متلب مدل، تحليل و طراحي مي‌شوند و در نهايت هر پل با سه الگوريتم فراابتكاري ژنتيك، ازدحام ذرات و برخورد اجسام مورد بهينه‌يابي قرا مي‌گيرد. متغيرهاي مسئله‌، اندازه مقاطع المان‌ها و مختصات قائم تعدادي از گره‌هاي ديواره پل‌ها مي‌باشند. در اين پژوهش مقاطع به صورت گسسته تعريف شده‌اند. براي طراحي نيز قيودي نظير تنش مجاز المان‌ها، لاغري مجاز المان‌ها و جابه‌جايي قائم مجاز پل طبق آيين‌نامه‌ آشتو و نشريه‌ 139 درنظر گرفته‌شدند. پس از طي فرآيند بهينه‌يابي، بهينه‌ترين طرح ممكن براي هر پل بدست آمد. الگوريتم ازدحام ذرات براي پل‌هاي شماره يك و دو بهترين كارايي را از خود نشان داد و وزن پل‌ها به ترتيب 7/1235 و 9715/8853 كيلوگرم بدست آمدند. براي پل سوم نيز الگوريتم ژنتيك بهترين عملكرد را داشت و وزن بهينه سازه را 9372/8821 كيلوگرم بدست آورد. در نهايت نيز پنل‌هاي مدولار مورد نياز با ارتفاع و مقاطع معين براي ساخت ديواره پل استخراج شدند.

1401/03/08

Optimal design of truss bridges using Metaheuristic algorithm

5/21/2023 12:00:00 AM

Bridges are considered as one of the most important rural infrastructures. In the other hand, when bridges are collapsed , plenty of time is needed to renew them. So Accelerated bridges could be solution of this problem. In present research, at first three accelerated truss bridges were designed for different purposes in sap 2000. An 18 meters bridge for pickups traffic, a 27 meters bridge for truck traffic and a 36 meters pedestrian one. For ease of erection and transportation, bridges were designed as modular structures. Next, two dimensional modelling, analysis and designing were performed in matlab. Then three bridges were optimized by three metaheuristic algorithms: Genetic, Particle Swarm and Colliding Bodies. In this problem variables contain size of elements and vertical coordinates of some bridges nodes. First variable considered discrete. Also some constraints such as allowable tension, allowable slender and allowable vertical displacement of bridge were assumed based on AASHTO 2017 and Publication 139mof Iran. After ending of optimization process, the most optimizes solutions was extracted for each bridge. For bridges one and two PSO was the most efficient and the final weight of bridges were 1235.7 Kg and 8853.9715 Kg respectively and for third bridge Genetic algorithm presented the best weight equal 8821.9372 Kg. Finally, separated panels were determined for building the bridges.

پل‌هاي سريع‌الاحداث، بهينه‌يابي، الگوريتم‌هاي فراابتكاري، الگوريتم ژنتيك، الگوريتم ازدحام ذرات، الگوريتم برخورد اجسام

Accelerated bridges, optimization, metaheuristic algorithms, Genetic algorithm, Particle Swarm algorithm, Colliding Bodies algorithm.

salar malakouti

vahid broujerdian