بهینه سازی طراحی بر اساس عملکرد قاب های خمشی فولادی مهاربندی شده با استفاده از الگوریتم اجتماع مورچگان

امروزه در علم مهندسی سازه روش طراحی بر اساس سطح عملکرد در حال پیشرفت و جایگزینی روش قدیمی طراحی بر اساس نیروها می¬باشد. در بیشتر پژوهش¬های انجام گرفته در زمینه بهینه¬سازی از روش نیروها استفاده گردیده است. آیین¬نامه¬های کنونی که بر اساس نیرو تهیه شده¬اند برای طراحی در محدوده¬ی الاستیک مناسب هستند، اما سطوحی از عملکرد که متضمن پذیرش خسارت هستند علاوه بر معیارهای نیرویی وابسته به معیارهای جابجایی نیز هستند. بنابراین در این پژوهش از روش طراحی بر اساس سطح عملکرد استفاده شده است. بارهای وارده شامل بارهای ثقلی و نیز بارهای جانبی ناشی از زلزله می¬باشند. کنترل¬های بکار رفته در طراحی، متشکل از کنترل تغییرمکان¬ها و نیز کنترل نسبت تنش¬ها می¬باشند که با استفاده از یک تابع جریمه بر روی تابع هدف تأثیر داده می-شوند. بنابراین اگر بتوان وزن این قاب¬ها را با حفظ مقاومت و عملکرد آن به نحوی کاهش داد، آنگاه خسارت¬های وارده در حین زلزله کمتر شده و همزمان با تأمین اقتصاد طرح، ایمنی سازه نیز افزایش می¬یابد. همچنین روش¬های زیادی برای بهینه¬سازی به وجود آمده که امکان بهینه کردن سازه¬های پیچیده را فراهم می¬کند. در میان الگوریتم¬های مبتنی بر جستجوی تصادفی، الگوریتم اجتماع مورچگان یکی دیگر از روش¬های بهینه¬سازی موثر و درنتیجه کم ¬هزینه¬ می-باشد. در این پژوهش طراحی بهینه¬ قاب¬های خمشی فولادی مهاربندی شده 5، 9 و 13 طبقه بر اساس سطوح عملکرد i-o ، l-s و c-p در حالت دوبعدی و قاب خمشی فولادی مهاربندی شده 3 طبقه بر اساس سطح عملکرد -p c در حالت سه¬¬بعدی تحت بارگذاری ثقلی و جانبی با استفاده از الگوریتم اجتماع مورچگان ارائه شده است¬. جهت طراحی و کنترل تنش¬های ناشی از بارگذاری ثقلی از ضوابط آیین¬نامه aisc?asd استفاده شده است. آنالیز پوش¬آور با در نظر گرفتن قیود تغییرمکان و قیود مقاومتی بر اساس ضوابط غیرخطی آیین¬نامه fema-356 انجام گردیده ¬است. کد بهینه¬سازی در محیط نرم¬افزار matlab نوشته شده و برای آنالیز استاتیکی غیرخطی سازه از نرم-افزارopensees استفاده شده ¬است. در بررسی صورت گرفته، توانایی¬های الگوریتم مورد استفاده برای انجام این کار نشان داده شده و در پایان، نتایج برای سطوح عملکرد i-o، l-s و c-p مورد مقایسه قرار می¬گیرد.