توسعه‌ی روش تحلیل پلاستیک برای قاب‌های مهاربندی و بهینه‌سازی آن با استفاده از الگوریتم ژنتیک جهت پیش‌بینی فروریزش قاب‌های فولادی با مهاربند

روش تحلیل پلاستیک از جمله موثرترین و پرکاربردترین روش ها در این حوزه می باشد. با وجود این که استفاده از روش تحلیل پلاستیک در قاب های خمشی به صورت دستی امری بسیار زمان بر و خسته کننده می باشد، روند تحلیل ساده بوده و محققین متعدد در این حوزه فعالیت هایی داشته اند. لکن تحلیل قاب های مهاربندی به دلیل مسئله کمانش مهاربندها و وجود نیروهای محوری و برشی در اعضای قاب بسیار پیچیده بوده و لذا تحقیق چندانی در این حوزه انجام شده‌استنشده‌است. در این تحقیق، ابتدا روشی ویژه جهت تحلیل پلاستیک قاب های فولادی مهاربندی بر اساس روش ترکیب مکانیزم های پایه ارائه شده‌است و در ادامه با استفاده از الگوریتم ژنتیک، برنامه‌ی مدونی جهت تعیین مکانیزم خرابی و بار فروریزش قاب های فولادی مهاربندی بر اساس این روش ابداعی ارائه شده‌است. مقایسه‌ی نتایج نشان می دهد روش ارائه شده بسیار دقیق بوده و با دقت بالایی توانایی تعیین مود خرابی و بار معادل آن را دارد. بر این اساس، سه قاب فرضی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. مکانیزم فروریزش متناظر با ضریب بار فروریزش بحرانی، با کمک تئوری کار مجازی و بهینه یابی با استفاده از الگوریتم ژنتیک به‌دست آمد. به منظور صحت سنجی، یک تحلیل پوش اور هم برای تعیین مود فروریزش در هر مثال انجام شد. در دو مثال اول که سازه ها کوتاه مرتبه تر بودند، مود فروریزش هر دو روش یکسان بود. در حالی که اندکی خطا در تشکیل مفاصل در قاب بلندمرتبه مشاهده شد که این خطا به دلیل تفاوت بین دو روش تحلیل در برخی قاب های خمشی هم مشاهده شده بود.

Developing the plastic analysis theory for braced frames and its optimization using genetic algorithm to predict the collapse of steel braced frames

The plastic analysis method is one of the most effective and most used methods in this field. Analysis of moment frames has been carried out with the aid of simple plastic analysis by many researchers. However, the analysis of braced frames due to the buckling of braces and the presence of axial and shear forces simultaneously in the frame members is very complex, and therefore, little research has been done in this area. In this research, a special theory based on a combination of mechanisms method for the plastic analysis of steel braced frames has been presented. Using the genetic algorithm, a program has been proposed to determine the failure mechanism and collapse load of the steel braced frames based on this methodology. The comparison of the results shows that the proposed formula is very accurate and can accurately determine the failure mode and its corresponding load. According to this, three arbitrary frames with differences in the number of stories are investigated. The collapse mechanism corresponding to the critical load factor is obtained using of the Genetic optimization algorithm and the virtual work theory. For Verification, a pushover analysis is performed for the determination of the collapse mode of each frame. In examples one and two which the frames are lowrise, the solution is the same, while in the third example, a slight difference is observed in the location of hinge formations. However, this error had been observed in moment frames due to the difference of the principals in the two applied analysis.