بهینه سازی می تواند در هر کجا، از فعالیت های روزمره تا برنامه ریزی برای تعطیلات، از طراحی مهندسی تا علم کامپیوتر و از زمان¬بندی پروژه تا کاربرد¬های صنعتی به کار آید. در علم مکانیک، یک سازه به مجموعه¬ای از مصالح گفته می¬شود که در برابر بار¬های اعمالی، ایستایی از خود نشان می¬دهد. بر این اساس، بهینه¬سازی سازه موضوع ساخت یک مجموعه از مصالح برای تحمل بار به بهترین نحو ممکن است. رشته بهینه¬سازی سازه¬ها، هنوز هم رشته نسبتا جدیدی است و همواره از نظر روش¬ها و رویکرد¬ها در معرض تغییرات سریع قرار دارد. مشخصه¬هایی نظیر وزن، هزینه، دوام، اثرات زیست محیطی و غیره نیز می¬تواند معیار بهینه¬سازی سازه قرار گیرند. توجه فزاینده به کمبود مواد خام و نقصان شدید منابع انرژی، موجب تمایل مهندسان به سازه¬های سبک، کارا و ارزان قیمت شده است. هدف اصلی پژوهش حاضر دستیابی به طرح بهینه قاب بتن مسلح با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری است. این الگوریتم با شبیه¬سازی فرآیند تکامل اجتماعی-سیاسی، یک روش فرا¬ابتکاری برای بهینه¬سازی سازه¬ها ارائه می¬کند. برای دستیابی به طرح بهینه، نیاز به تعریف یک مسأله بهینه¬سازی داریم. در فرم کلی، مسأله بهینه¬سازی دارای متغیر طراحی، تابع هدف و تعدادی محدودیت است. در این مسأله، تابع هدف، هزینه کل قاب است. محدویت¬های فرآیند بهینه¬سازی بر اساس آیین¬نامه aci 318m-11 تعیین می¬شوند. متغیر طراحی، تخصیص مقطع از مجموعه پایگاه داده تیر و ستون از پیش تعیین شده است. مطالعه موردی بر روی چهار قاب چهار، هشت، دوازده و بیست طبقه انجام شده است. فرآیند مدل¬سازی، تحلیل، طراحی و بهینه¬سازی توسط نرم افزار matlab انجام شده است. نتایج مقایسه¬ای نشان می¬دهد که هزینه الگوریتم رقابت استعماری گسسته در مقابل الگوریتم ترکیبی ازدحام ذرات-کلونی مورچه به ترتیب در قاب¬های چهار، هشت و دوازده طبقه 7 % کاهش، 16 % و 8 % افزایش داشته است. مقایسه زمان محاسباتی نیز به ترتیب 367 % افزایش، 197 % افزایش و 50 % کاهش را نشان می¬دهد. نتایج عددی نشان داده شده حاکی از این است که در برخی موارد الگوریتم رقابت استعماری گسسته موفقیت بیشتری داشته است و در برخی موارد الگوریتم ترکیبی ازدحام ذرات-کلونی مورچه جواب¬های بهتری ارائه کرده است. در کل، عملکرد الگوریتم رقابت استعماری برای این مسأله بهینه¬سازی مطلوب ارزیابی می¬شود.

در این پایان¬نامه رفتار پیچشی ساختمان¬های نامتقارن بتن¬آرمه با سیستم دوگانۀ قاب خمشی و دیواربرشی مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهدات انجام شده پس از زلزله¬های شدید، نشان داده است که سازه¬های نامتقارن ممکن است آسیب¬های شدیدی را تجربه کنند. نوع نامتقارنی در نظر گرفته شده، نامتقارنی در پلان با خروج از مرکزیت سختی می¬باشد. در این تحقیق تلاش شده است تا خصوصیات سیستم¬های مورد مطالعه تا حد زیادی (در مقایسه با مطالعات پیشین) به سازه¬های واقعی نزدیک شود. بر همین اساس سازه¬های مورد مطالعه، محدودۀ سازه¬های 7، 12و 18طبقه را شامل می¬شود و همچنین در ایجاد خروج از مرکزیت سختی در این سازه¬ها، به یکی از موارد رایج خروج از مرکزیت در سازه¬های واقعی توجه شده و از مقادیر مختلف خروج از مرکزیت¬، جهت ایجاد نامتقارنی استفاده شده است. تحلیل سازه¬ها از نوع دینامیکی تاریخچه زمانی می¬باشد و در انتخاب رکوردهای زلزله، هم از رکوردهای نزدیک و هم دور از گسل استفاده شده است. در نظر گرفتن تحریکات لرزه¬ای از جهت فاصله از گسل، برای بررسی رفتار سازه از اهمیت خاصی برخوردار است زیرا تحریکات زمین در ناحیه نزدیک گسل به دلیل اثر کم کاهندگی¬خاک، دارای محتوای فرکانسی بالاتری نسبت به تحریکات دور از گسل می¬باشند. همچنین در صورتی که شکست گسل به طرف سایت جهت گیری کند، عمده انرژی گسلش به شکل یک پالس با دامنه و پریود بالا، در دوره زمانی کوتاه به محل خواهد رسید که در رکوردهای دور از گسل مشاهده نمی گردد. وجود این دو اثر که در رکوردهای پیش¬روندۀ نزدیک گسل می تواند نمایان گردد، این تحریکات را عمدتاً شدیدتر و مخرب¬تر از تحریکات دور از گسل می سازد. جهت بررسی اثرات پیچشی در سیستم¬های نامتقارن، پاسخ سازه¬ها به لحاظ تغییرمکان نسبی نرمالیزه (تغییرمکان نسبی سازۀ نامتقارن نسبت به تغییرمکان نسبی سازۀ متقارن)، به عنوان پارامتر پاسخ انتخاب شده است. این پارامتر در دو لبۀ نرم و سخت سازۀ نامتقارن، در تمام طبقات بررسی گردیده تا توزیع تغییرمکان¬های نسبی نرمالیزه در ارتفاع سازه مشخص گردد. با توجه به نتایج حاصل از پاسخ سازه به رکوردهای دور و نزدیک گسل، می¬توان دریافت که پیچش در سازه هفت طبقه در رکوردهای نزدیک گسل بیشتر از رکوردهای دور از گسل است که این مسئله در سازه¬های بلندتر، در نمودارها قابل توجه نیست. البته از آنجا که در تحریکات نزدیک به گسل (با توجه به محتوای پالس شکل تحریک)، امکان استهلاک چندانی وجود ندارد، در سازه¬های متقارن مقادیر تغییرمکان تحت این تحریکات به مراتب بیشتر از تحریکات دور از گسل می¬باشد. با در نظر گرفتن این موضوع، مشاهده می¬¬شود که افزایش مقادیر تغییرمکان ناشی از اثرات پیچش در این تحریکات، آسیب به مراتب بیشتری را به دنبال خواهد داشت.