طراحی بهینه سیستم‌های دیوار برشی ورق فولادی با استفاده از الگوریتم ژنتیک

سیستم دیوار برشی ورق فولادی از جمله سیستم های مناسب و کارآمد باربر جانبی است که با وجود مزایای رفتاری متعدد، روش های طراحی فعلی آن اغلب محافظه کارانه بوده و چالش های اقتصادی ایجاد می کنند. بنابراین، هدف اصلی این مطالعه شناسایی سازه هایی است که نه تنها از نظر ایمنی کارآمد باشند، بلکه از جنبه اقتصادی نیز مقرون به صرفه باشند. برای دستیابی به این سازه های مطلوب، از الگوریتم بهینه یابی ژنتیک استفاده می شود. در ابتدا با استفاده از نرم افزار opensees مدل عددی مناسبی ایجاد و صحت سنجی می گردد. در گام بعد، این مدل عددی به کد بهینه یابی توسعه یافته در matlab متصل می شود. این کد به طور مکرر با کنترل ضوابط طراحی، سطح مقطع ایده آلی را برای سازه هایی با تعداد طبقات 4، 8، 12 ایجاد می کند و سازه بهینه معرفی می شود. سپس مدل های بهینه به کمک تحلیل پوش آور از نظر رفتاری با مدل های طراحی شده به روش سعی و خطای آیین نامه ای مقایسه می شوند. نتایج نشان می دهد که بهینه سازی منجر به کاهش وزن و بهبود عملکرد سازه ها شده و محافظه کاری در فرایند طراحی را کاهش می دهد.

optimal design of steel plate shear wall systems using genetic algorithm

the steel plate shear wall system is one of the most effective lateral load resisting systems, offering significant behavioral advantages. however, existing design methods for this system are often overly conservative, leading to economic inefficiencies. this study aims to develop structural designs that ensure both effective safety and cost efficiency. to achieve this, a genetic optimization algorithm is utilized. initially, a numerical model is developed and validated using the opensees software. this model is then integrated with an optimization code implemented in matlab, which iteratively adjusts design parameters to determine optimal cross sectional areas for 4 , 8 , and 12 story structures. these optimized designs are subsequently compared to conventionally designed models created through a trial and error approach. the findings demonstrate that optimization reduces structural weight, enhances performance, and mitigates the conservatism inherent in traditional design methods.