بهینه سازی مقطع سدهای بتنی وزنی با استفاده از الگوریتم فراابتکاری انتخابات

Abstract

در هنگام طراحی سدهای بتنی وزنی، با توجه به ضوابط طراحی، مشخصات ساختگاه و ارتفاع مورد نیاز، گزینه‌هایی با ابعاد مختلف برای پارامترهای هندسی در نظر گرفته می‌شود. در بین گزینه‌ها، گزینه‌ای که شرایط پایداری را تأمین نماید و هزینه‌ی کم‌تری داشته باشد، به‌عنوان گزینه‌ی اجرایی در نظر گرفته می‌شود. در این پژوهش، به بهینه‌سازی ابعاد سدهای بتنی وزنی کوینا(Koyna) در هندوستان و سد زاوین کلات واقع در استان خراسان رضوی با استفاده از الگوریتم فرابتکاری انتخابات (EA)، با لحاظ شرایط پایداری پرداخته شد. در این مدل، پارامترهای هندسی، به عنوان متغیرهای تصمیم و وزن سد به‌عنوان تابع هدف، در نظر گرفته شد. مدل، پارامترهای هندسی را به‌گونه‌ای به‌دست می‌آورد که حجم مصالح مورداستفاده در سد کمینه شود. به‌منظور ارزیابی روش پیشنهادی، از مجموعه داده سد کوینا و سد زاوین کلات استفاده شد و نتایج حاصل با الگوریتم‌های ژنتیک (GA)، جفت‌گیری زنبورعسل(HBMO) و رقابت استعماری(ICA) مقایسه گردید. جواب‌های حاصل از روش EA به‌ترتیب بیانگر کاهش 87/9 و 40/10 درصدی حجم بتن مصرفی و کاهش مساحت برای سدهای کوینا و زاوین کلات نسبت به مقطع واقعی ساخته شده آن‌ها می‌باشد. بر اساس مقایسه‌های انجام شده، الگوریتم EA در دستیابی به ابعاد بهینه مقطع سد نسبت به مدل‌های بهینه‌سازی ژنتیک (GA)، جفت‌گیری زنبورعسل(HBMO) و رقابت استعماری(ICA) کارایی بهتری از خود نشان داد. هم‌چنین میزان بهبود الگوریتم EA در مقایسه با الگوریتم‌های ICA، HBMO و GA به‌ترتیب برابر با 8%، 6% و 11% می‌باشد.