بهینه سازی لرزه‌ای قاب فولادی با استفاده از الگوریتم تغییرشکل‌های یکنواخت
الموضوعات : آنالیز سازه - زلزله
امیرحسن علیزاده
1
(
گروه عمران،دانشکده فنی و مهندسی، اهر، ایران
)
مهدی رحیمی اصل
2
(
استادیار، گروه عمران، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اهر، ایران
)
الکلمات المفتاحية: بهینه سازی, قاب فولادی کوتاه, الگوریتم تغییرشکل‌های یکنواخت, سطوح عملکردی ایمنی جانی,
ملخص المقالة :
در این تحقیق هدف بهینهسازی قاب خمشی فولادی متوسط در سطح خطر ایمنی جانی طبق آیین¬نامه FEMA 350 می‌باشد. بدین منظور، دو سازه¬ی فولادی با تعداد طبقات3 و 5 طبقه در نظر گرفته شده است. این سازه¬ها با آیین¬نامه‌ی AISC طراحی شده و سپس با استفاده از روش الگوریتم تغییرشکل‌های یکنواخت مورد بهینهسازی لرزه¬ای قرار گرفته¬اند. روش تغییرشکل‌های یکنواخت که یکی از روش¬های سریع در بهینه¬سازی بر اساس معیارهای عملکردی می‌باشد طوری برای بهینهسازی 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¬نامه‌ی FEMA را اقناع نماید. برای مدل¬سازی از نرم¬افزار کد باز Opensees براساس روش تاریخچه زمانی غیرخطی استفاده شده است. هدف بهینهسازی دستیابی به عملکرد مناسب در سطح خطر و سطح عملکرد به صورت همزمان می‌باشد. همچنین ساز¬ه¬ی بهسازی شده، تحت رکوردهای زلزله با شدت‌های 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 بهینهسازی¬ 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.
[1]Adan SM. Reduced beam section moment connections without continuity plates (Doctoral dissertation, The University of Utah).
[2]Hajirasouliha I, Pilakoutas K. General seismic load distribution for optimum performance-based design of shear-buildings. Journal of Earthquake Engineering. 2012 May 1;16(4):443-62.
[3]Basu S, Mukhopadhyay S, Karki M, DiBiano R, Ganguly S, Nemani R, Gayaka S. Deep neural networks for texture classification—A theoretical analysis. Neural Networks. 2018 Jan 1;97:173-82.
[4Yanik A. Absolute Instaneous Optimal Control Performance Index for Active Vibration Control of Structures under Seismic Excitation. Shock Vib 2019.
[5]Chi B ،Uang CM.2002. Cyclic Response and Design Recommendations of Reduced Beam Section Moment Connections with Deep Columns, Journal of Structural Engineering, 128(4): 464-473.
[6] Alavi A, Mele E, Rahgozar R, Noroozinejad Farsangi E, Takewaki I, Malaga-Chuquitaype ,Uniformdeformation design of outrigger braced. Structures 2021.
[7]Engelhardt MD, Winneberger T, Zekany AJ, Potyraj T.1998. experimental Investigation of Dogbone Moment Connections., Engineering Journal, AISC, 35(4):128-139. 1998.
[8]Fajfar, P. Fichinger, M. 1998. N2-Method for Nonlinear Seismic Analyis of Regular Structures, Proceedings of the nineth world conference on Earthquake Engineering, Tokyo-Kyoto, Japan.
[9] FEMA.2000. Seismic Design Criteria for New Moment Resisting Steel Frame Construction. Federal Emergency.
[10] The Language of Technical Computing, MATLAB. Math Works Inc, 2009.
[11]Freeman, S.A, 1998. Development and
use of capacity spectrum method. 6th U.S. National Conf. Earthquake Eng.
[12]Standard No. 2800. Iranian Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings, Building and Housing Research Center, Tehran.
[13] Kaveh A, Talatahari S. A novel heuristic optimization method: charged system search. Acta Mech 2010;213(3-4):267–89.
[14]http://opensees.berkeley.edu
