کاربرد روش زمان‌دوام در طراحی لرزه‌ای بهینۀ قاب‌های فولادی با استفاده از الگوریتم تغییر شکل‌های یکنواخت

بررسی عملکرد سازه‌ها تحت بارهای لرزه‌ای نیازمند تحلیل‌های پرحجم دینامیکی و تاریخچه‌ زمانی است. در روش‌های طرح بهینه که نیازمند تحلیل‌های مکرر در طی فرآیند سعی و خطا می‌باشند، حجم محاسبات مورد نیاز در هر ارزیابی تابع هدف در کارایی الگوریتم‌های بهینه‌سازی بسیار تاثیرگذار است. این موضوع باعث شده است تا محققین کماکان در پیِ یافتن شیوه‌های جدیدی برای بررسی عملکرد سازه تحت زلزله با شدت‌های مختلف باشند. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده از روش زمان‌دوام، دریافتی درست از رفتار سازه در سطوح عملکردی پیوسته به دست آورده و از آن برای تعیین مقاطع بهینه در قاب‌های خمشی فولادی استفاده شود. در روش زمان ‌دوام، سازه تحت توابع شتاب فزاینده‌ای که مدت زمان‌های مختلف اعمال آن نمایان‌گر شدت‌های مختلف زلزله است، قرار می‌گیرد. استفاده از روش زمان‌دوام و در نتیجه کاهش حجم آنالیزهای انجام شده در هر گام امکان بهره‌گیری از الگوریتم های مختلف بهینه‌سازی در تعیین پارامترهای طراحی را فراهم می‌کند. بدین منظور، مقاطع بهینه برای یک مدل قاب خمشی فولادی با رفتار غیرارتجاعی با به کارگیری تئوری تغییر شکل‌های یکنواخت تعیین شده است. در این روش برای رسیدن به توزیع بهینۀ مقاطع المان‌های سازه‌ای، مصالح تدریجاً از بخش‌های قوی‌تر سازه به بخش‌های ضعیف‌تر آن منتقل می‌شود. در نهایت در سازۀ به دست آمده، تغییر شکل‌ها در تمام اعضا به مقدار مجاز خود رسیده و از حداکثر ظرفیت سازه استفاده می‌شود و می‌توان به سازۀ سبک‌تری دست یافت. در این تحقیق آیین‌نامه asce41-06 به عنوان معیار طراحی عملکردی در نظر گرفته شده است.