استفاده از روش مولفه‌ای جهت بهینه‌سازی هزینه اتصال ورق انتهایی در قاب‌های فولادی دوبعدی به کمک الگوریتم ازدحام ذرات

با توجه به افزایش روزافزون استفاده از اسکلت‌های فولادی در ساختمان‌های ساخته‌شده در ایران و افزایش قیمت پروفیل نسبت به ورقِ خام، استفاده از تیرورق در ساخت اسکلت‌های فولادی رونق فراوان یافته است. اتصالات در تمامی سازه‌ها ازجمله سازه‌های فولادی یکی از اجزای اساسی بوده و عامل اصلی یکپارچگی سیستم‌های سازه‌ای به‌شمار می‌آیند. هدف از این پژوهش تعیین ابعاد مطلوب برای اتصالات صفحۀ انتهایی جهت کاهش هزینه به کمک الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات است؛ به‌طوری‌که محدودیت‌های مکانیکی مربوط به لنگر خمشی و سختی آغازین حاصل و همچنین ایمنی و یکپارچگی اتصال به خطر نیافتد. در مدل بهینه‌سازی، شش متغییر طراحی ازجمله ابعاد، ضخامت صفحۀ انتهایی، قطر و محل پیچ‌ها انتخاب شدند تا مقادیر به‌دست‌آمده با نتایج ادبیات گذشته مقایسه شوند. برای محاسبۀ ممان خمشی و سختی دورانی اتصال از روش مولفه­ای موجود در یوروکد 3 بخش 8-1 استفاده شده و همچنین تجزیه و تحلیل و طراحی بهینۀ اتصالات تیر به ستون برای قاب‌های فولادی دوبعدی در محیط محاسباتی matlab صورت پذیرفت. خروجی این برنامه نتایج کاملاً رضایت‌بخشی را در مقایسه با نتایج موجود در ادبیات گذشته نشان می‌دهد؛ به‌طوری‌که نتایج به‌دست‌آمده با استفاده از الگوریتم‌ بهینه‌سازی یادشده هزینۀ اتصالاتa ،b ، c و d از قاب مورد بررسی به‌ترتیب 24.46 درصد، 29.5 درصد، 10.55 درصد و 44.56 درصد در مقایسه با پژوهش کابرو و بایو در سال 2005 و همچنین هزینۀ اتصالاتa  و c از قاب مورد بررسی به‌ترتیب 07.8 درصد و 22.0 درصد نسبت به پژوهش دیاز و همکاران در سال 2012 کاهش یافت.

using the component method to optimize the cost of end plate connection in 2d steel frames using particle swarm optimization

due to the increasing use of steel frames in buildings built in iran and the increase in the price of profiles compared to raw sheets, the use of plate girders in the construction of steel frames has become significantly popular. connections are one of the basic components in all structures, including steel structures, and are considered the main factor in the integrity of structural systems. the purpose of this research is to determine the optimal dimensions for the end plate connections to reduce the cost using particle swarm optimization algorithm, so that the mechanical limitations related to the bending moment and the resulting initial stiffness, as well as the safety and integrity of the connection, are not compromised. in the optimization model, six design variables including the dimensions and thickness of the end plate, the diameter and location of the bolts were selected to compare the obtained values with the results of the past literature. to calculate the bending moment and rotational stiffness of the connection, the component method found in eurocode 3-part 1-8 was used, and the analysis and optimal design of beam-to-column connections for two-dimensional steel frames was done in the matlab computing environment. the output of this program shows completely satisfactory results compared to the results in the past literature, so that the results obtained by using the aforementioned optimization algorithm show the cost of connections a, b, c and d of the investigated frame, respectively cost reductions of 46.24%, 5.29%, 55.10% and 56.44% by compared to the research of cabrero and bayo in 2005. also, the cost of connections a and c of the examined frame decreased by 8.07% and 0.22%, respectively, compared to diaz et al.’s research in 2012.