عنوان

بهینه سازی سیستم مختلط قاب بتنی و دیوار برشی

‭۲۵۹۹پ‬

per

بهینه سازی سیستم مختلط قاب بتنی و دیوار برشی

/جواد یزدان ستا

تبریز: دانشگاه تبریز، دانشکده عمران، گروه سازه

‮‭۱۳۰‬ص.‬

: نمودار، جدول

چاپی

کتابنامه: ص.‮‭۱۲۹-۱۳۰‬

کارشناسی ارشد

عمران-سازه

تبریز: دانشگاه تبریز، دانشکده عمران، گروه سازه

در این مجموعه طراحی بهینه سیستم مختلط قاب بتنی با دیوار برشی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد .در روشی که مطرح می شود وزن سازه که بهترین مشخصه برای هزینه می باشد به عنوان تابع هدف انتخاب می شود .در این روش‮‭۱‬ - نیروی محوری و لنگر خمشی،‮‭۲‬ - تغییر مکان و‮‭۳‬ - مینیمم و ماکزیمم اندازه اعضاء به عنوان محدودیت در نظر گرفته می شوند و عمق اعضاء به عنوان متغیر های طراحی عمل می کنند .برای محدودیت نیروی محوری و لنگر خمشی از یک الگوریتم ریاضی استفاده می شود که یک الگوریتم تکرار می باشد .در این الگوریتم، ابتدا سازه به گروههایی تقسیم بندی می گردد، با استفاده از یک روش ریاضی عمق موثر مقطع بدست آمده و درصد آرماتور مورد نیاز مقطع که به نوعی نقش متغیر طراحی دوم را بازی می کند محاسبه می گردد .درصد آرماتور مورد قبول بین درصد آرماتور مینیمم و ماکزیمم مقطع محدود است .سپس با استفاده از یک حلقه تکرار که توضیح داده خواهد شد برای هر عضو گروه مورد نظر با توجه به عمق و سطح مقطع آرماتور متناظر با آن در هر مرحله، مقادیر مختلف وزن در داخل این حلقه محاسبه می گردد و عمق مرحله ای انتخاب می شود که مینیمم مقدار وزن را نتیجه دهد .این کار برای تمام اعضای گروه صورت می گیرد و از بین مقادیر انتخاب شده برای تک تک آنها، بزرگترین انتخاب می گردد .برای محدودیت تغییر مکان ، از روش ملاک بهینگی استفاده می گردد و با تغیین یک ملاک بهینگی مناسب، رابطه تکرار برای متغیر های طراحی بدست می آید.به کاربردن این رابطه مستلزم تعیین ضرائب لاگرانژ می باشد .ابتدا مقادیر اولیه ای برای این ضرائب مشخص می شود و سپس با استفاده از یک رابطه تکرار که از معادله محدودیت تغییر مکان بدست می آید اصلاح این ضرائب صورت می گیرد .همگرایی مسئله ، بسته به مقادیر طول گام در این رابطه و همچنین مقادیر اولیه ضرائب لاگرانژ می تواند زودتر یا دیرتر حاصل شود .برای بدست آوردن یک ملاک بهینگی مناسب نیاز به تعیین مشتقات تابع محدودیت نسبت به متغیر های طراحی یا به عبارت دیگر ، آنالیز حساسیت می باشد که از بین سه روشی که توضیح داده خواهد شد از روش بار مجازی برای آنالیز حساسیت استفاده می گردد .از بین عمق بدست آمده از این روش با عمقی که از محدودیت نیروها بدست می آید بزرگترین آنها انتخاب می شود و با عمق های مربوط به محدودیت کناری) مینیمم و ماکزیمم اندازه اعضاء (مقایسه می گردد اگر در محدودة عمق مینیمم و ماکزیمم اندازه اعضا واقع بود همان مقدار انتخاب می شود ولی اگر خارج از محدوده قرار داشت بسته به مقدار آن که کمتر از عمق مینیمم و یا بیشتر از عمق ماکزیمم باشد به ترتیب مقادیر عمق مینیمم و عمق ماکزیمم انتخاب می شود تا به عنوان مقدار جدید متغیر در سیکل بعدی مورد استفاده قرار گیرند .این کار برای همه گروهها انجام می گیرد و کار تا جایی ادامه پیدا می کند که همگرایی حاصل شود .برنامه نوشته شده قابلیت آن را دارد که از محدودیت های تغییر مکان و نیروها به صورت جداگانه در طی مراحل بهینه سازی استفاده کند.برای محدودیت تغییر مکان از نرم افزار ‮‭ANSYS‬ نیز استفاده می گردد که الگوریتم به کار برده شده در این نرم افزار نیز یک الگوریتم تکرار است .سازه ابتدا به گروههایی تقسیم بندی می گردد و آنالیز برای مقادیر اولیه متغیر های طراحی انجام می شود و بعد از معرفی وزن سازه به عنوان تابع هدف ، تغییر مکانهای گرههای آخرین طبقه به عنوان محدودیت و عمق اعضاء به عنوان متغیرهای طراحی مراحل بهینه سازی آغاز می گردد و کار تا جایی ادامه پیدا می کند که همگرایی در مسئله حاصل شود .نکته ای که لازم به توضیح است این است که نرم افزار ‮‭ANSYS‬ طول نواحی صلب انتهایی تیرها را در محاسبه ماتریس سختی در نظر نمی گیرد .برای این منظور و برای مقایسه نرم افزار نوشته شده با ‮‭ANSYS‬ ، نرم افزار مورد نظر یکبار دیگر در حالتیکه استفاده می شود که طول نواحی انتهایی صلب را در طی آنالیز سازه در نظر نمی گیرد .مقایسه برنامه نوشته شده با نرم افزار‮‭ANSYS‬ ، سرعت بالای این برنامه را با توجه به روشهای به کار برده شده برای کاهش حجم حافظه مصرفی، نشان می دهد

یزدان ستا، جواد

داوران،علی، استاد راهنما

بهروش، علاءالدین، استاد راهنما

برقیان، مجید، استاد مشاور

نمایه‌سازی قبلی