طراحی بهینه خرپای فولادی پرات تحت بار متحرک با استفاده از الگوریتم ژنتیک با درنظر گرفتن کمانش اعضا
محورهای موضوعی : آنالیز سازه - زلزله
مهدی رحیمی اصل
1
(گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، اهر، ایران)
امیرحسن علیزاده
2
(گروه عمران،دانشکده فنی و مهندسی، اهر، ایران)
کلید واژه: الگوریتم ژنتیک, بار متحرک, طراحی بهینه, خرپای فلزی پرات, کمانش اعضا,
چکیده مقاله :
یکی از عوامل تأثیرگذار در طراحی سازه های مختلف هزینه ساخت می باشد و سازه را طوری میتوان طرح کرد که با هزینه ساخت یکسان، عملکرد بهتری در مقابل بارهای وارده داشته باشد. روش های مختلفی برای بهینه سازیمانند الگوریتم ژنتیک، الگوریتم های تکاملی پدید آمده اند که قابلیت زیادی نسبت به روش های ریاضی دارند.. در این تحقیق با استفاده از روش ژنتیک، مشخصات هندسی و ارتفاع یک خرپای دو بعدی از نوع پرات برای اقتصادی تر شدن طرح مورد بهسازی قرار گرفته است. این خرپا در ابتدا تحت نیروی متمرکز در موقعیت بحرانی به گونه ای طراحی شده است که با کمترین مقدار مصرف فولاد، تنش های حداکثر در اعضا از مقدار حدی فراتر نرود. سپس این نیروبه صورت متحرک در کل طول خرپا در نظر گرفته شده و با تابع هدف بیان شده، طرح بهینه آن انجام گرفته است.در نهایت نتایج دو مساله ی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند با تعداد حدود 17000 فراخوانی تابع هدف در طی 50 نسل نتایج به دقت مناسبی می انجامد و ارتفاع بهینه ی خرپا در حالت بار ثابت برابر 53/2 متر و حالت بار متحرک 56/2 بدست آمد که برای هر دو مورد در حدود50% طول هر دهانه می باشد. همچنین در حالت تاثیر بار متحرک وزن خرپای بهینه شده در حدود 36 % بیشتر از حالت تاثیر بار ثابت بدست آمد.
The cost of construction is one of the influencing factors in the design of various structures, and the structure can be designed in such a way that with the same construction cost, it has a better performance against the incoming loads. Various methods for optimal design of structures such as genetic algorithm, biological growth and evolutionary algorithms have appeared. The ability of these methods to find the optimal design of structures is much more than mathematical methods.In this research, using the genetic method, the geometric characteristics and height of a two-dimensional Pratt type truss have been improved to make the design more economical. This truss is designed under the concentrated force in the critical position in such a way that with the minimum amount of steel consumption, the maximum stresses in the members do not exceed the limit value. Then this force is considered in a mobile form along the entire length of the truss and its optimal design has been done with the objective function expressed.Finally, the results of two problems are compared. The results show that with the number of about 17000 calls of the objective function during 50 generations, the results lead to a suitable accuracy and the optimal height of the truss in the fixed load mode is equal to 2.53 meters and the moving load mode is 2.56 meters, which for each Two cases are about 50% of the length of each opening. Also, in the case of moving load, the weight of the optimized truss was about 36% more than that of fixed load.
_||_
