بهینه یابی تک هدفه و چند هدفه قاب خمشی خرپایی ویژه با استفاده ازالگوریتم ژنتیک جزیره ای

در بسیاری از پژوهش‌های انجام شده در زمینه بهینه‌سازی، هدف تنها حداقل کردن هزینه بوده است. البته این امر با توجه به محدود بودن منابع اولیه و انرژی و افزایش روز‌افزون هزینه‌ها، امری ضروری است. ولی این کاهش هزینه‌ها باید تا جایی پیش ‌رود که به عملکرد مورد انتظار سازه آسیبی وارد نکند. در این پژوهش هدف بر این بوده است که علاوه بر بهینه نمودن وزن سازه، عملکرد لرزه‌ای سازه نیز بطور همزمان بهینه‌سازی گردد. برای بیان عملکرد لرزه‌ای سازه نیاز به معیاری بود که عملکرد لرزه‌ای سازه را بیان نماید که برای این منظور از پارامتر ضریب رفتار کمک گرفته شده است. در این مقاله طراحی بهینه قاب خمشی خرپایی ویژه با استفاده ازالگوریتم ژنتیک جزیره‌ای یکبار تحت تابع هدف تک هدفه با هدف کمینه کردن وزن و بار دیگر تحت تابع هدف چندهدفه با هدف کمینه کردن وزن و بیشینه کردن ضریب رفتار بصورت همزمان صورت می‌گیرد. بدین منظور طراحی 3 قاب 6،3 و 9 طبقه یک دهانه با ارتفاع طبقات 3 متر و طول دهانه 18 متر ارایه شده است. در این تحقیق بهینه‌یابی آرایش خرپا، سطح مقطع اعضا، مقادیر ارتفاع خرپا و طول ناحیه ویژه قاب خمشی خرپایی انجام می‌شود. کد بهینه‌سازی در محیط نرم‌افزار matlab نوشته شده و برای تحلیل‌های سازه‌ای از نرم‌افزار opensees استفاده شده است. قیود مسائل بهینه‌سازی براساس ضوابط و محدودیت‌های آیین‌نامه aisc341-16 می‌باشد‌. در نهایت جواب های حاصل از بهینه سازی تک هدفه و چند هدفه با هم مقایسه گردید. نتایج نشان‌دهنده کارایی و عملکرد مناسب روش تابع هدف دو هدفه می باشد.

Optimization of Single-Objective and Multi-Objective Special Truss Moment Frame Using Island Genetic Algorithm

In many optimization studies, the goal is to minimize the costs which is necessary due to the limited resources and energy and the constantly increasing costs. However, this reduction in costs must be to some extent so that the expected performance of the structure is not impaired. In this study, the aim is to optimize the seismic performance and the weight of the structure simultaneously. In order to demonstrate the seismic performance of the structure, a criterion is needed to represent the seismic performance of the structure, for which the behavior coefficient parameter is used. In this paper, the optimal design of a special moment resisting frame is performed using the island genetic algorithm, once under a singleobjective, objective function with the aim of minimizing the weight and again under a multiobjective, objective function with the aim of minimizing weight and maximizing behavior coefficient simultaneously. For this purpose, the design of 3 frames of 3, 6 and 9 stories with one span with a story height of 3 meters and span length of 18 meters is presented. In this research, truss arrangement, cross section of truss members, truss height and length of special zone of the truss moment resisting frame are optimized. The optimization code is written in Matlab software environment and OpenSees software is used for structural analysis. The constraints of optimization problem are based on the regulations and restrictions of AISC34116. Finally, the results of the singleobjective and multiobjective optimization are compared. The results show the efficiency and performance of the twoobjective, objective function method in comparison with the singleobjective, objective method.