بهینه سازی لرزه‌ای قاب فولادی با استفاده از الگوریتم تغییرشکل‌های یکنواخت

در این تحقیق هدف بهینه سازی قاب خمشی فولادی متوسط در سطح خطر ایمنی جانی طبق آیین نامه fema 350 می باشد. بدین منظور، دو سازه ی فولادی با تعداد طبقات3 و 5 طبقه در نظر گرفته شده است. این سازه ها با آیین نامه ی aisc طراحی شده و سپس با استفاده از روش الگوریتم تغییرشکل های یکنواخت مورد بهینه سازی لرزه ای قرار گرفته اند. روش تغییرشکل های یکنواخت که یکی از روش های سریع در بهینه سازی بر اساس معیارهای عملکردی می باشد طوری برای بهینه سازی بکارگرفته شده تا پراکندگی دوران های پلاستیک ایجاد شده در اجزای سازه به کمترین مقدار رسیده و دوران های پلاستیک مجاز در سطح خطر ایمنی جانی براساس آیین نامه ی fema را اقناع نماید. برای مدل سازی از نرم افزار کد باز opensees براساس روش تاریخچه زمانی غیرخطی استفاده شده است. هدف بهینه سازی دستیابی به عملکرد مناسب در سطح خطر و سطح عملکرد به صورت همزمان می باشد. همچنین ساز ه ی بهسازی شده، تحت رکوردهای زلزله با شدت های مختلف قرار گرفته و عملکرد آن مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج نشان می دهند در روند استفاده از این الگوریتم همگرایی بخوبی ایجاد شده و استفاده از تابع هدف ِدوران-های پلاستیک یکی از مناسب ترین روش ها در بهینه سازی سازه های فولادی محسوب می شود. تغییرات توزیع مصالح از اجزای سازه ای، عمدتاً از طبقات بالا به سمت طبقات پایین تر و از اعضای کناری به سمت اعضای داخلی قاب صورت گرفته و همچنین بهسازی در سطح عملکرد ایمنی جانی موجب کاهش وزن هر دو سازه شده و منجر به کاهش وزن آن ها بین 9 تا 20 درصد می شود.

seismic optimization of steel moment resisting frame using uniform deformation algorithm

the overall aim of conducting this research is to optimize the medium steel bending frame in the level of life safety risk according to fema 350. for this purpose, two 3- and 5- story steel structures have been considered. these structures were designed according to aisc regulations and then subjected to seismic optimization using uniform deformation algorithm. the method of uniform deformations, which is one of the fast methods in optimization based on performance criteria, has been used for optimization so that the dispersion of plastic rotations created in the structural components reaches the lowest value and convinces the permissible plastic rotations at the level of life safety risk based on fema regulations. opensees open-source software based on nonlinear time history method was used for modeling. the aim of optimization is to achieve appropriate performance at the risk level and performance level simultaneously. also, the improved structure has been subjected to earthquake records with different intensities and its performance has been examined. the results indicate that in the process of using this algorithm, convergence is well-established and the use of the objective function of plastic rotations is considered one of the most suitable methods in the optimization of steel structures. changes in the distribution of materials from structural components have been made mainly from the upper stories towards the lower stories and from the side members to the inner members of the frame. also, the optimization in the level of life safety performance reduces the weight of both structures and leads to a reduction in their weight between 9 and 20 percent.