طراحی بهینه براساس عملکرد قابهای خمشی فولادی کوتاه مرتبه با استفاده از الگوریتم ارتعاش ذرات اصلاح شده
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم، قم، ایران
2 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم، قم، ایران
doi
10.22065/jsce.2023.394748.3103چکیده
در علم مهندسی سازه و زلزله، با مطرح شدن طراحی لرزهای براساس عملکرد، بسیاری از پژوهشگران تحقیقات خود را در این زمینه متمرکز کردهاند. هدف از این نوع طراحی، قادر ساختن مهندسان به طراحی سازههایی است که عملکردشان قابل پیشبینی باشد. یک نوع خاص نامنظمی در سازه، پسنشستگی آن در ارتفاع میباشد که تاثیر قابل ملاحظهای بر عملکرد سازه دارد و موضوعی است که همواره مورد بررسی پژوهشگران قرار میگیرد. در این مقاله، به طراحی بهینه مبتنی بر عملکرد دو مثال قاب خمشی فولادی سه طبقه پرداخته شده است. در هر دو مثال، قابهای فولادی در دو گام مستقل، با الگوی بارگذاری جانبی براساس شکل مود اول مورد تحلیل واقع شدهاند. در صورت رضایت بخش بودن نتایج حاصل از تحلیل در گام اول، قابها در گام دوم نیز تحلیل شده و مورد بررسی قرار گرفتهاند. از آنجاییکه رایجترین روش تحلیل برای ارزیابی عملکرد لرزهای، روش تحلیل استاتیکی غیرخطی میباشد، این روش با استفاده از نرمافزار OpenSees به عنوان روش تحلیل قابها درنظر گرفته شده است. پروسه بهینهسازی در این مطالعه، با استفاده از دو الگوریتم فراابتکاری EVPS و ECBO انجام شده است. قیود مسئله معیارهای پذیرش قاب خمشی فولادی طبق آییننامه FEMA 356، دریفت طبقات، ضریب لاغری ستونها و ضوابط طراحی اتصالات تیر و ستون میباشند. نتایج نشان میدهد که بهترین پاسخ بهینه توسط الگوریتم EVPS یافته شده است و الگوریتم EVPS عملکرد بهتری نسبت به الگوریتم ECBO داشته است. نسبت دوران پلاستیک مفاصل تشکیل شده در المانها به مقادیر مجاز آنها برای بهترین پاسخ کمتر از یک میباشد که نشان میدهد این مفاصل در محدوده تعریف شده مجاز برای هر سطح عملکرد قرار گرفتهاند.