بهینه سازی چند هدفه قاب های خمشی بتن آرمه با استفاده از الگوریتم ژنتیک و روش جمع وزنی توابع هدف

Abstract

در چند دهه اخیر استفاده از الگوریتم ژنتیک برای بهینه­سازی سازه­ها مورد توجه بسیاری بوده و سازه­های فولادی و بتنی با هدف بهینه سازی وزن مورد بررسی قرار گرفته اند. اما بهینه سازی چند هدفه به منظور تعیین موازنه توابع هدف و استخراج جبهه پاراتو در سازه های فولادی و خصوصاً بتن آرمه چالش برانگیز بوده است. در این مقاله توابع هدف هزینه و جابه­جایی برای بهینه سازی قابهای خمشی بتن آرمه معرفی شده اند. با استفاده از روش جمع وزنی توابع هدف (Weight Sum Approach) مساله بهینه سازی از حالت دو هدفه به حالت یک هدفه تبدیل شده و مدل­های طراحی به صورت مجزا بهینه شده اند. مقطع تیرها و ستونها به عنوان متغیرهای طراحی فرض شده اند و محدودیت­های آیین­نامه بتن آمریکا (ACI) به صورت قیود طراحی در نظر گرفته شده اند. قاب های خمشی بتن آرمه 4، 8 و 12 طبقه (نماینده سازه های کوتاه، متوسط و بلند) به عنوان مدل های مطالعه معرفی شده و نسبت تنش در تیرها و ستونهای جوابهای بهینه برای تیپهای مختلف نشان داده شده اند. تاریخچه بهینه سازی و جبهه پاراتوی توابع هدف برای مدلها ارائه شده اند. مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج الگوریتم کلونی مورچه ها مقایسه شده و کارایی الگوریتم اثبات شده است.