عنوان پایان‌نامه
توسعه یک روش جدید فراکاوشی (CSS) در طراحی بهینه سازه‌های فولادی براساس سطوح عملکرد سازه‌ای و روش‌های انرژی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2301;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78669;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2301;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78669
- تاریخ دفاع
- ۱۰ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- فرزین رضازاد سوروجی
- استاد راهنما
- سیدرسول میرقادری, عبدالله حسینی
- چکیده
- در این رساله بهینه‌سازی به روش الگوریتم جستجوی سیستم ذرات باردار ( الهام گرفته از قانون الکترواستاتیک در فیزیک وقانون حرکت از مکانیک نیوتونی) مطابق با طراحی لرزه ای قابهای فولادی بر مبنای عملکرد و انرژی توسعه داده می‌شود. این الگوریتم بهینه سازی روش جدیدی در میان الگوریتم‌های فراکاوشی میباشد و با توجه به نتایج بدست آمده در مقایسه با سایر الگوریتم‌های فراکاوشی دارای جواب‌های بهینه مناسبی میباشد. الگوریتم مورد استفاده در این رساله با توجه به طراحی لرزه‌ای قابهای فولادی و با توجه به نیاز عملکردی سازه، اصلاح یا در صورت لزوم بهبود داده می شود تا نتایج ایده آلتری هم سو با تحلیلهای غیرخطی ارائه گردد. در این رساله طراحی بهینه لرزه ای بر مبنای دو معیار انجام می پذیرد: ? در معیار اول طراحی لرزه ای بهینه قابهای خمشی فولادی بر مبنای سطوح عملکردی انجام می پذیرد. با توجه به اینکه امروزه لازم است یک سازه علاوه بر اقتصادی بودن (کم وزن بودن)، در برابر نیروهای زمین لرزه نیز مقاومت کافی داشته باشد تا در صورت وقوع زمین لرزه، به سطح عملکرد قابل قبولی برسد و موجب خسارات اقتصادی وجانی نگردد، بنابراین نیاز به انتخاب صحیح توابع هدف در طراحی بهینه یک سازه می باشد. در نتیجه در بخش اول این رساله، مینیمم کردن هزینه سازه (وزن) و خسارت وارده بر سازه ( طبق4 سطح عملکردی) را به عنوان اهداف بهینه سازی برای رسیدن به یک طرح ایده‌ال در نظر گرفته می‌شود. ? در معیار دوم طراحی لرزه ای بهینه چندهدفه قابهای مهاربندی بر مبنای انرژی فرمول‌بندی می‌گردد. با توجه به اینکه خسارت وارد به سازه به محتوای زمین‌لرزه وانرژی جذب شده در اعضای سازه بستگی دارد، بنابراین قابهای مهاربندی همگرا با بادبندهای کمانش تاب را مورد توجه قرار داده و با استفاده از الگوریتم چندهدفه CSS وزن سازه و بیلان انرژی داخلی سازه ناشی از زمین‌لرزه مینیمم و انرژی جذب شده در اعضای فیوزی (بادبند های BRB) نسبت به سایر اعضا (تیروستون ها) ماگزیمم می‌گردد.
- Abstract
- In this thesis a charged system search optimization algorithm (inspired by Coulomb law known from electrostatic and the laws of motion from Newtonian mechanics) is developed in accordance with performance-based and energy based seismic design of steel frames. The used optimization algorithm is a new method of meta-heuristic algorithms and provided optimum solutions are appropriate in comparison with other meta-heuristic algorithms. The used algorithm in this thesis is improved in accordance with seismic design of steel frames and structural performance requirements to provide the ideal results in the direction of nonlinear analysis. In this thesis, optimum seismic design is done on the basis of two criteria: ? The first criterion is optimum performance based seismic design of steel frames. Nowadays, it is necessary the structures have sufficient resistance to seismic loads in addition to be economical. The estimation of the acceptable performance levels and causing to economical design and preserve life losses requires to select appropriate objective functions. So, in the first section of thesis minimum structural cost and structural damages are selected as objective functions to get an ideal design. ? The second criterion is formulation of the optimum energy based design of concentrically braced frames. Since the seismic damage to structures depends on content of earthquake and energy absorption in structural members, so the concentrically braced frame with buckling restrained braces is considered in second section . As well as optimization process is done with multi-objective charged system search algorithm that minimize the structural weight and internal seismic energy balance of structure and maximize the ratio of absorbed energy at fuse members (BRBs) to other members (beam and columns).
