بهینه یابی تک هدفه و چند هدفه قاب خمشی خرپایی ویژه با استفاده ازالگوریتم ژنتیک جزیره ای

Abstract

در بسیاری از پژوهش‌های انجام شده در زمینه بهینه‌سازی، هدف تنها حداقل کردن هزینه بوده است. البته این امر با توجه به محدود بودن منابع اولیه و انرژی و افزایش روز‌افزون هزینه‌ها، امری ضروری است. ولی این کاهش هزینه‌ها باید تا جایی پیش ‌رود که به عملکرد مورد انتظار سازه آسیبی وارد نکند. در این پژوهش هدف بر این بوده است که علاوه بر بهینه نمودن وزن سازه، عملکرد لرزه‌ای سازه نیز بطور همزمان بهینه‌سازی گردد. برای بیان عملکرد لرزه‌ای سازه نیاز به معیاری بود که عملکرد لرزه‌ای سازه را بیان نماید که برای این منظور از پارامتر ضریب رفتار کمک گرفته شده است. در این مقاله طراحی بهینه قاب خمشی خرپایی ویژه با استفاده ازالگوریتم ژنتیک جزیره‌ای یکبار تحت تابع هدف تک هدفه با هدف کمینه کردن وزن و بار دیگر تحت تابع هدف چندهدفه با هدف کمینه کردن وزن و بیشینه کردن ضریب رفتار بصورت همزمان صورت می‌گیرد. بدین منظور طراحی 3 قاب 6،3 و 9 طبقه یک دهانه با ارتفاع طبقات 3 متر و طول دهانه 18 متر ارایه شده است. در این تحقیق بهینه‌یابی آرایش خرپا، سطح مقطع اعضا، مقادیر ارتفاع خرپا و طول ناحیه ویژه قاب خمشی خرپایی انجام می‌شود. کد بهینه‌سازی در محیط نرم‌افزار Matlab نوشته شده و برای تحلیل‌های سازه‌ای از نرم‌افزار OpenSees استفاده شده است. قیود مسائل بهینه‌سازی براساس ضوابط و محدودیت‌های آیین‌نامه AISC341-16 می‌باشد‌. در نهایت جواب های حاصل از بهینه سازی تک هدفه و چند هدفه با هم مقایسه گردید. نتایج نشان‌دهنده کارایی و عملکرد مناسب روش تابع هدف دو هدفه می باشد.