طراحی بهینه قاب مهاربندی کمانش تاب مبتنی بر یکنواختی جابجایی نسبی و وزن مصالح مصرفی با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی

مهاربندهای کمانش تاب یکی از سیستم‌های نوین مقاوم لرزه‌ای می‌باشند. سطح مقطع هسته و طول مهاربند کمانش تاب از مهم‌ترین مشخصه‌ی این مهاربندها می‌باشد که در هزینه تولید آن تاثیر مستقیم دارد. با کاهش سطح مقطع مهاربندهای کمانش تاب، تقاضای ناشی از ظرفیت مهاربندها کاهش یافته و ابعاد تیرها و ستون‌ها نیز کاهش می‌یابد. هدف از این تحقیق، بهینه‌سازی وزن سازه، وزن مهاربندهای کمانش تاب با حفظ یکنواختی جابجایی‌های نسبی سازه در طبقات به ‌وسیله تغییر سطح مقطع هسته و طول مهاربندهای کمانش تاب در ارتفاع سازه می‌باشد. بهینه‌سازی بر اساس نتایج حاصل از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی قاب‌ها انجام می‌گیرد. تحلیل تاریخچه زمانی قاب‌های مورد مطالعه تحت هفت رکورد زلزله در نرم افزار opensees انجام شده است. به این منظور تابع هدف و قیود موردنظر در الگوریتم‌های spea_ii، pesa_ii، moea_d، mopso و nsga_ii تعریف شده است و نتایج بهینه‌سازی نشان داده است که برای هر سه تابع هدف وزن سازه، وزن مهاربند کمانش تاب و یکنواختی جابجایی نسبی مقادیر بهینه‌سازی با درصدهای بالایی عملکرد سازه را بهینه کردند، به طوری که در مورد وزن مهاربند کمانش تاب ضمن حفظ توزیع یکنواخت جابجایی نسبی، در برخی موارد در سازه‌های 6 طبقه مورد بررسی تا  حدود 50 درصد امکان کاهش وزن مهاربند وجود دارد.

optimum design of brb frame based on drift uniformity and material weight using nonlinear time history analysis

buckling-restrained braces (brbs) are one of the new seismic resistant systems. the cross-sectional area and length of the brb brace is one of the most important characteristics of these braces that directly affects the cost of brb frames. since beams, columns, and connections are designed for the maximum forces developed in brb, the decrease in cross-sectional area of the brbs decreases the steel consumption in the whole structure.the main purpose of this study is to optimize the weight of the structure, brbs weight while uniforming the drift profile by changing the cross-sectional area and the length of the brbs using genetic algorithms and other multi-objective optimization algorithms. optimization is based on the results of nonlinear time history analysis under seven earthquake records using opensees software. for this purpose, the objective function and constraints were defined in the genetic algorithm nsga_ii, mopso, moea_d, pesa_ii, spea_ii, and the initial population produced was entered as the initial cross-sectional area and length of the braces in the opensees software. the optimization results show that for all three objective functions, the optimization values with high percentages of structural performance were optimized in such a way that the weight of brb can be decreased up to about 50%.