بهینه‌یابی بر مبنای عملکرد و ارزیابی لرزه‌ای سازه‌های بلند با سیستم مهاربندی زیپر و شورون

نویسندگان

1 دانشکده فنی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ارومیه

2 گروه عمران، دانشکده فنی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ارومیه

doi
10.22034/jss.2025.551758.1009
چکیده

طراحی بهینۀ سازه‌ها و کاهش مواد مصرفی در اجرای سازه‌ها یک چالش پیش رو در روند طراحی مهندسی است. یک روش کارآمد برای نیل به هدف فوق، استفاده از الگوریتم‌های فراکاوشی است. بااین‌حال اکثر بررسی‌های انجام‌شده درخصوص استفاده از این الگوریتم‌ها در مهندسی سازه محدود به ارائۀ مفاهیم طراحی بوده و جنبۀ عملی در آن‌ها کم‌تر بوده است. هدف اصلی این مطالعه کاربرد عملی روش‌های بهینه‌یابی ارائه‌شده و به‌حداقل‌رساندن وزن سازه‌ای و مقایسۀ وزن بهینه در قاب‌های فولادی بلند با سیستم باربر جانبی زیپر و شورون در معرض بارهای لرزه‌ای و در عین‌حال برآورد تمامی نیازهای آیین‌نامه‌ای است. به‌منظور رسیدن به هدف فوق، قاب‌های فولادی 10 و 15 طبقه با استفاده از الگوریتم‌های مختلف، که عملکرد آن‌ها در مقالات مختلف به اثبات رسیده است، برای بهینه‌یابی در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفته است. سیستم باربر جانبی زیپر به‌منظور اصلاح رفتار فراکمانشی سیستم مهار جانبی شورون پیشنهاد شده و ضعف‌های سیستم شورون را بعد از کمانش بادبندهای آن جبران می‌نماید. برای تخمین دقیق‌تر رفتار این سیستم‌ها در رویارویی با بارهای لرزه‌ای روش طراحی مورد استفاده به‌منظور بهینه‌یابی قاب‌های فوق در این مطالعه، آنالیزهای غیرخطی و طراحی بر مبنای عملکرد است. نتایج به‌دست‌آمده توسط الگوریتم‌های مختلف بهینه‌یابی در این بررسی، نشانگر برتری الگوریتم اصلاح‌شده دلفین نسبت به سایر الگوریتم‌ها و همچنین کاهش وزن بهینه 6% سیستم زیپر نسبت به سیستم شورون است. همچنین تأیید و تصدیق‌های ارائه‌شده توسط آنالیز دینامیکی افزاینده بیانگر  قابل‌اطمینان‌تربودن سیستم زیپر نسبت به شورون است.