ارزیابی لرزه ای مبتنی بر سطوح عملکردی قاب‌های خمشی فولادی بهینه سازی شده با الگوریتم فراکاوشی

کاربرد بهینه مصالح در ساخت سازه‌ها از اهداف اصلی در هر طراحی محسوب می‌گردد. از آنجاکه ساخت سازه‌های ساختمانی برای سازندگان آنها دارای هزینه‌های زیادی است؛ بنابراین، سازه‌ها و ساختمان‌هایی که از نظر اقتصادی توجیه‌پذیر و مناسب بوده و الزامات آیین‌نامه‌ها را تامین می‌نمایند، مورد استقبال بیشتری قرار می‌گیرند. از طرف دیگر، حفظ عملکرد سازه‌ها در زلزله‌ها نقش مهمی در تامین ایمنی و کاهش خسارات ناشی از زلزله دارد. بهینه‌سازی قاب‌ها باعث کاهش مقاطع، سختی و مقاومت اجزا می‌گردد و در نتیجه، عملکرد این قاب‌ها در برابر زلزله مورد تردید محققان قرار گرفته است. در این پژوهش، سطح عملکرد قاب‌های خمشی بهینه‌سازی شده با الگوریتم‌های فرا کاوشی مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این موضوع، عملکرد لرزه‌ای قاب‌های خمشی فولادی پنج طبقه با مشخصات متفاوت هندسی با استفاده از الگوریتم‌های ژنتیک، ازدحام ذرات، کلونی مورچگان و سیستم ذرات باردار بهینه‌سازی شده و مورد ارزیابی لرزه‌ای قرار گرفته است. نتایج مطالعات نشان می‌دهد که قاب بهینه شده براساس الگوریتم سیستم ذرات باردار دارای وزن کمتر و مقاطع سبک‌تری بوده و پاسخ‌های رفتار لرزه‌ای قاب‌ها سریع‌تر به‌دست آمده است. از نظر سطوح عملکردی نیز، مجموع تعداد مفاصل آستانه فروریزش در الگوریتم ازدحام ذرات از سایر روش‌ها بیشتر بوده است. بنابراین این الگوریتم نیز به عنوان پیشنهادی مناسب برای طراحی بهینه قاب‌های مشابه می‌تواند پیشنهاد گردد.

Seismic Evaluation of Optimal Performance-Based Design of Steel Moment Frames with Metaheuristic Algorithms

Optimal use of materials in constructing structures is one of the main goals of any design. Construction of structural systems is costly for their builders, so structures and buildings that are economically justifiable, appropriate, and meet the requirements of the criteria are more welcomed. In contrast, maintaining the structural performance in earthquakes is vital to ensuring safety and reducing damage during earthquakes. As a result of optimizing frames sections, the stiffness and strength of components are reduced, and these frames’ performance against earthquakes is in question. In this research, the performance level of optimized steel moment frames with metaheuristic algorithms has been evaluated. For this purpose, the seismic performance of fivestory steel moment frames with different geometric characteristics has been optimized and seismically evaluated using Particle Swarm Optimization (PSO), Charged System Search (CSS) Ant Colony Algorithm (ACO) and Genetic Algorithm (GA). Study results show that the optimized frame based on the Charged System Search algorithm has lighter sections and lower weight, while the seismic behavior responses of the structures are obtained faster. Furthermore, in terms of performance levels, the total number of collapse plastic joints in the Particle Swarm Optimization (PSO) was higher than other methods. Therefore, this algorithm can also be proposed as a suitable proposal method for the optimal design of similar frames.