بهینه‌سازی کاربردی قاب‌های خمشی فولادی با استفاده از الگوریتم‌های فرا‌ابتکاری

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

2 استاد، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

3 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

doi
10.22065/jsce.2025.497029.3615
چکیده

در سال‌های اخیر، روش‌های بهینه‌سازی فراابتکاری به دلیل قابلیت‌های برجسته خود در حل مسائل متنوع، به ویژه در بهینه‌سازی قاب‌های فولادی، توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده‌اند. با این حال، اکثر مطالعات پیشین تنها بر ارزیابی عملکرد این روش‌ها و جنبه‌های نظری آن‌ها تمرکز داشته‌اند، در حالی که کاربردهای عملی این موارد کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این مطالعه بررسی و استفاده از الگوریتم‌های فر‌اابتکاری گرگ خاکستری و نهنگ در بهینه‌سازی سازه‌های فولادی به منظور ارائه روشی کاربردی برای مهندسان طراح است. در این پژوهش، این الگوریتم‌ها به صورت خودکار و با استفاده از برنامه نویسی در محیط MATLAB برای دستیابی به طراحی بهینه قاب‌های فولادی با رعایت قیود طراحی آیین نامه‌ی AISC-LRFD توسعه داده شده‌اند. این روش با کمک رابط برنامه‌نویسی نرم‌افزار ETABS2016 امکان تعامل مستقیم با ورودی‌ها و خروجی‌های برنامه را فراهم کرده و از این طریق، بهینه‌سازی قاب را با لحاظ نمودن محدودیت‌های اجرایی و محاسباتی انجام می‌دهد. تحقیق حاضر می‌کوشد که الگوریتم های فرا‌ابتکاری به عنوان ابزاری کاربردی برای مهندسان سازه تبدیل شود تا با در نظر گرفتن الزامات آیین نامه‌های طراحی، سازه‌های اقتصادی‌تر ساخته و هزینه‌های جاری به کمترین میزان خود برسند. کارکرد طرح پیشنهادی بر روی دو قاب فولادی دو و چهارطبقه و دو قاب سه بعدی دو طبقه و سه طبقه با رعایت نکات طراحی، ارزیابی شده است. نتایج نهایی از این طریق نشان می‌دهد که هر دو الگوریتم قابلیت ارائه یک روش محاسباتی موثر برای طراحی بهینه قاب‌های فولادی را دارند. یافته‌های این مطالعه، ابزاری کارآمد برای کاهش وزن و تسریع در فرآیند طراحی سازه‌های فولادی فراهم می‌کند.