عنوان

بهینه سازی تکاملی در سازه های بتنی مسلح با رویکرد اجزای چندگانه

پ۲۸۳۷۱

per

بهینه سازی تکاملی در سازه های بتنی مسلح با رویکرد اجزای چندگانه

محمد تاری زاده عبدالجبار

مهندسی عمران

۱۴۰۱

۱۰۷ص

سی دی

کارشناسی ارشد

مهندسی عمران گرایش سازه

۱۴۰۱/۱۲/۱۵

هدف اصلی این پایان نامه تعیین عملکردی به منظور طراحی سازه های بتنی مسلح بر اساس روش عملکرد اجزای چندگانه می باشد. این روش بر پایه دو روش SIMP و روش بهینه سازی تکاملی ESO تعریف شده است، که اجزای سازه به صورت 2 فازه و یا 3 فازه در نظر گرفته می شود و این اجزا بر پایه چگالی اختصاص یافته متغییر توابع مدول الاستیسته ، سختی اجزا ، معیار های کنترل چرخه و تابع هدف سازه یعنی حجم هدف تعریف می شود. هم چنین در این عملکرد به منظور تحلیل اجزای فولاد از معیار تنش کششی و معیار ون میزس و برای تحلیل المان های بتن از معیار دراکر-پراگر استفاده شده که این معیار ها بر اساس تحلیل اجزای محدود اجزای سازه و درنظر گرفتن ضریب گاوس و میانگین تنش ها وارده بر سازه، وضعیت تنش کششی و یا فشاری وارده بر سازه را تعیین می کند.در روش المان محدود نیز به دلیل ناپیوستگی اجزا سازه، سختی هر اجزا به صورت جداگانه تعیین شده است و با فرض رفتار لغزش اجزای فولادی بر روی اجزای بتن در این سازه ها (کرنش یکسان) این تحلیل اجرا شده است، که بنابراین فرض و تعیین معیارهمگرایی چرخه های بهینه سازی، 3 چرخه به صورت سری به ترتیب به منظور بهینه شکل خارجی و کلی بهینه با فرض فولادی بودن شکل سازه و چرخه دوم به منظور کاهش تدریجی المان های فولاد و اضافه نمودن اجزای بتنی با معیار دراکر- پراگر و چرخه سوم به منظور تعیین حجم نهایی فولاد با معیار تنش کششی اجرا شده و بنابر بهینه سازی توپولوژی مراحل اجرای بهینه سازی شکل بهینه سازه نمایش داده شده است.

The present thesis has the objective to create a procedure for the automatic preliminary design of reinforced concrete structures, based on the Evolutionary Structural Optimization method (ESO). The developed algorithm performs heuristic topology optimization based on multiple criteria, in subsequent optimization cycles executed in series. In each ESO cycle, it is possible to perform material addition, removal or transition between a couple of materials, i.e., steel, concrete and void. Each optimization cycle is governed by an optimality criterion chosen from: stiffness, Von Mises, Drucker-Prager, tension stress criteria or linear interpolation of previous ones. The finite element analysis used in the algorithm regards all materials as linear elastic.The developed procedure has been tested on several case studies, both from ESO and reinforcedconcrete literature. The defined ESO process has been found to generate solutions with steel correctly placed in tensile stress zones both to resist bending and shear. Generally, the presence of remaining tensile stresses in concrete zones in the solutions is absent or very limited, and in latter cases their magnitude is very small compared to other stresses. Obtained solutions cannot be directly used as such for reinforcement layouts definition but, in combination with principal stresses plots and engineering judgement, they are able to suggest useful resulting reinforcement layouts.

Optimization of Reinforced Concrete Structures with multiphase materials approach using ESO method

تاری زاده عبدالجبار،

‏ محمد

تهیه کننده

‏‏تقی زادیه،

یغمایی سابق،

ناصر‏

‏سامان

استاد راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز