استفاده از الگوریتم جستجوی گرانشی در بهینه سازی ساختمان فولادی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، ایران، تبریز

2 گروه عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران

چکیده

از آنجا که ساخت سازه‌های ساختمانی برای سازندگان آنها دارای هزینه‌های بالایی است از این رو فکر طراحان و متخصصین این امر به سمت گزینه‌هایی جلب می شود که از نظر اقتصادی توجیه‌پذیر و مناسب بوده و در ضمن اهداف از پیش تعیین شده سازه را نیز تامین کند. استفاده بهینه از مصالح در ساخت سازه‌ها به عنوان هدف اصلی هر سازه به شمار می‌رود از طرفی در میان سازه‌های مورد استفاده بشر ساختمان‌ها به عنوان متعارف‌ترین و با اهمیت‌ترین سازه‌ها به علت استفاده عام‌تر، از منظر بهینه‌سازی در اولویت قرار دارند. بدین منظور در این مقاله، بهینه‌سازی قاب‌های خمشی فولادی سه، شش و نه طبقه به منظور کاهش وزن سازه که معیاری از هزینه ساخت آن است، با رعایت اصول آیین‌نامه‌ای و قیود مقاومتی سازه در برابر نیروی زلزله، بررسی شده است. در این تحقیق علاوه بر مقاطع تیرها و ستون‌ها به‌عنوان متغیرهای بهینه‌سازی، تعداد دهانه‌ها یا قاب‌های خمشی بهینه در یک پلان نیز برای رسیدن به ساختمان با وزن فولاد مصرفی حداقل مورد مطالعه قرار گرفته است. از آنجا که الگوریتم‌های کلاسیک، بصورت موثر قادر به یافتن جواب بهینه موجود در فضای جستجو با تعداد متغیر زیاد نمی‌باشند در این پژوهش از تعدادی از الگوریتم‌های فراکاوشی جهت بهینه‌سازی استفاده شد، که این الگوریتم‌ها عبارتند از NVE مونت کارلو، الگوریتم ژنتیک (GA)، الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) و الگوریتم جستجوی گرانشی (GSA). به منظور مقایسه دقت و صحت الگوریتم‌های ارائه شده، نتایج حاصل از آنها از لحاظ زمان اجرا، جواب بهینه به دست آمده و تعداد تکرار مقایسه شدند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimization of steel building with Gravitational Search Algorithm (GSA)

نویسندگان [English]

  • Jamshid Sabouri 1
  • Hojjat Asadian 2
1 Civil engineering Department, Islamic Azad University Branch Tabriz, Tabriz, Iran
2 Civil engineering Department, Islamic Azad University Branch Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Since construction of structures has high costs for their creators, designers and specialists are concerned about options that are economically feasible and appropriate, and also meet the preset goals of the structure. The optimal use of materials in building structures is considered as the main objective of each structure. On the other hand, among buildings used by humans, buildings as the most common and most important structures for the most general use, are prioritized in terms of optimization. For this purpose, in this paper, optimization of steel, three, six, and nine steel folding frames for reducing the structure weight, which is a criterion of cost of construction, is investigated by observing the principles and constraints of the structure against earthquake forces. Since the classical algorithms can not effectively find the optimal answer in the search space with a large number of variables, in this study a number of fuzzy algorithms were used for optimization, which include Monte Carlo NVE, Genetic Algorithm (GA), Particle Swarm Algorithm (PSO) and Gravity Search Algorithm (GSA). In order to compare the accuracy of the presented algorithms, the results of them were compared in terms of run time, optimal response and number of replications.

کلیدواژه‌ها [English]

  • steel frames
  • Structural Optimization
  • Monte Carlo methods
  • Gravitational Search Algorithm