ارزیابی روش کلاسیک الگوریتم ژنتیک در بهینه سازی طراحی عملکردی قاب فولادی

امروزه با افزایش توجه به طراحی عملکردی در بهسازی سازه ها، روش های تحلیل غیرخطی، به ویژه تحلیل استاتیکی غیرخطی، اهمیت فراوانی در پروژه های عمرانی یافته اند. همچنین بهینه سازی جهت کاهش وزن سازه همراه با حفظ عملکرد مناسب یکی از دغدغه های اصلی در طراحی است و در این راستا بهینه سازی سازه ها با استفاده از نرم افزارها و روش های قدرتمند موجود به رویکردی اثربخش تبدیل شده است. در این خصوص نرم افزارهای ETABS و SAP۲۰۰۰ به دلیل امکانات گسترده در تحلیل و طراحی سازه های فولادی و بتنی، همچنین MATLAB به عنوان ابزاری توانمند برای کدنویسی و خودکارسازی تحلیل، مورد توجه بسیاری از مهندسان قرار گرفته اند. در این پژوهش، بهینه سازی طراحی عملکردی قاب دو بعدی فولادی با استفاده از الگوریتم ژنتیک در بستری ترکیبی از نرم افزارهای ETABS و MATLAB انجام شده است. ابتدا برای صحت سنجی مدل، نمودار پوش آور سازه اولیه بررسی و تایید شد که دارای سطح عملکرد ایمنی جانی است. سپس با پیاده سازی ارتباط API بین ETABS و MATLAB، فرآیند بهینه سازی بدون نیاز به کدنویسی پیچیده، تسهیل گردید. هدف اصلی کاهش وزن سازه با حفظ سطح عملکرد ایمنی جانی است که دارای قیود طراحی شامل (۱) الزام به مساحت کمتر ستون های بالایی نسبت به ستون های پایینی، (۲) عدم بدتر شدن سطح عملکرد سازه نسبت به قاب اولیه و (۳) رعایت تیپ بندی تیرو ستون ها می باشد. نتایج نشان داد که با رعایت قیود، وزن سازه به میزان ۴۰/۲۴ درصد کاهش یافته است. این رویکرد ترکیبی، کارایی الگوریتم ژنتیک را در بهبود طراحی عملکردی قاب های فولادی نشان می دهد و می تواند به عنوان روشی کارآمد در طراحی سازه های بهینه و مقاوم به کار رود.

کلیدواژه ها:

بهسازی ، طراحی عملکردی ، الگوریتم ژنتیک ، پوش آور ، API