طراحی بهینه تعداد تیر و ستون در سازه های بتن مسلح با استفاده از الگوریتم برنامهریزی غیر خطی

یکی از مهمترین دغدغههای کارفرما و مهندسین مشاور در طرح و اجرای سازههای ساختمانی، دستیابی به بهینهترین طراحی است.یکی از مصداقهای طرح بهینه، یافتن حداقل تعداد تیرها و ستونها در سازهی مورد نظر است. در این راستا، در این مقاله الگوریتم جدیدی با هدف دستیابی به بهینهترین تعداد تیر و ستونها و ابعاد هریک از اعضا در سازههای بتن مسلح ارائه شده است. از الگوریتم برنامهریزی غیر خطی برای کمینه نمودن هزینه استفاده گردید. الگوریتم ارائه شده، ضوابط طراحی سازههای بتن مسلح را براساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان طرح و اجرای ساختمان های بتن مسلح تامین میکند. هزینهی مصالح به عنوان تابعی از – - اندازهی اعضا و هزینهی نیروی کار شامل آرماتوربندی، بتنریزی در محل و جایگذاری عضو پیش ساخته به عنوان تابعی از تعداد تیرهاو ستونها در نظر گرفته شده است. کلیهی اطلاعات مرتبط با هزینه از فهرست بهای ابنیه سال 7131 استخراج گردید. از نرم افزار متلب بدلیل قابلیت بالای آن در حل مسائل الگوریتم برنامهریزی غیر خطی، استفاده شده است. سازههای مورد هدف این مقاله، سازههای بتن مسلح منظم )منظم در پلان و ارتفاع( یک و دو طبقه با یک دهانه در یک راستا و m دهانه در راستای دیگر میباشد. در انتها مثالی عددی برای نشان دادن قابلیت روابط برای دستیابی به بهینهترین تعداد تیر و ستون ارائه شده است. برای اطمینان از صحت نتایج بدست آمده از متلب، سازهی مورد نظر با استفاده از نرمافزار ایتبس تحلیل و طراحی شده و نتایج آن با خروجی متلب مقایسه گردید. در انتها خطای قابلقبولی بین نتایج بدستآمده، دیده میشود. همچنین هزینهی سازه بهازای ستونهای کمتر و بیشتر از مقدار بدست آمده از الگوریتم، محاسبه گردید. نتایج موید این است که الگوریتم بهینهترین تعداد ستونها را ارائه نموده است

کلیدواژه ها:

بهینهترین تعداد تیر و ستون ، سازههای بتن مسلح ، برنامهریزی غیرخطی ، حداقل هزینه