بهینه‌سازی طراحی بر پایه قابلیت اعتماد قاب بتن‌آرمه با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات و رویکرد سنجه عملکرد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی عمران، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

چکیده

با توجه به وجود عدم‌قطعیت‌ در مشخصات سازه‌های بتن‌آرمه و همچنین بارهای وارد بر آنها، لازم است بهینه‌سازی طراحی آنها بر اساس تحلیل قابلیت اعتماد انجام شود. در این مقاله‏ یک روش جدید طراحی بر اساس قابلیت اعتماد یک قاب بتن‌آرمه با استفاده از رویکرد سنجه عملکرد و الگوریتم ازدحام ذرات ارائه شده است. تابع هدف مساله بهینه‌سازی کمینه کردن وزن یا هزینه ساخت قاب تحت قیود تعینی و احتمالاتی است. قیود تعینی شامل ضوابط آیین‌نامه‌ای مقاومتی و سرویس‌دهی هستند. قید احتمالاتی نیز تضمین کننده حداقل شاخص قابلیت اعتماد است. در روش پیشنهادی، برای حل کلی مساله بهینه‌سازی از الگوریتم ازدحام ذرات استفاده شده و برای کنترل قید احتمالاتی از رویکرد سنجه عملکرد استفاده شده‌است. روش پیشنهاد شده با نتایج یک تحقیق دیگر در زمینه بهینه‌سازی طراحی لرزه‌ای بر اساس قابلیت اعتماد قاب بتن‌آرمه اعتبارسنجی شده‌است. نتایج تحلیل بر روی مطالعه موردی نشان داد که در مقایسه با رویکرد شاخص قابلیت اعتماد و الگوریتم ژنتیک، روش پیشنهاد شده در این مقاله با کاهش زمان تحلیل از 10 ساعت به حدود نیم ساعت به نتایج بهینه مشابهی رسیده است که دلالت بر کارایی مناسب روش پیشنهادی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Reliability-based Design Optimization of Reinforced Concrete Frame using Particle Swarm Algorithm and Performance Measure Approach

نویسنده [English]

  • Mohammadreza Seify Asghshahr
Department of Civil Engineering, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Due to the uncertainty in the characteristics of reinforced concrete (RC) structures as well as the loads on them, it is necessary to optimize their design based on reliability analysis. In this paper, a new reliability-based design optimization (RBDO) method is presented based on the performance measure approach (PMA) and particle swarm algorithm (PSA). The objective function of the optimization problem is to minimize the weight or construction cost under deterministic and probabilistic constraints. Deterministic constraints include the code rules of strength and serviceability. Probabilistic constraints guarantee a minimum reliability index. In the proposed method, PSA is used to solve the optimization problem and PMA is used to control the probabilistic constraint. The proposed method is validated by the results of another research in the field of RBDO. The results of the analysis on a case study showed that in comparison with the reliability index approach (RIA) and genetic algorithm (GA), the method proposed in this paper has reduced the analysis time from 10 hours to about half an hour, indicating the proper performance of the proposed method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reliability-based Design Optimization
  • Reinforced Concrete Frame
  • Performance Measure Approach
  • Particle Swarm Algorithm