كليدواژه :
الگوريتم فراكاوشي , بهينه‌يابي , دال بتن مسلح , طراحي سازه , هزينه دال بتني دندانه‌دار
چكيده فارسي :
براي بهينه‌يابي هزينه يك دال بتن مسلح دندانه‌دار بايد هزينه بتن و فولاد مصرف شده در آن را كاهش داد. به عبارت ديگر بايد سطح مقطع بتن و فولاد سازه را كم كرد. براي محاسبه سطح مقطع بتن و فولاد دال بتني دندانه‌دار، شش متغير طراحي تعريف مي‌شود كه با ضخامت دال، قطر ميلگرد و ابعاد دندانه‌ها مرتبط مي‌باشد. سيستم كف‌هاي سازه‌اي كه از بتن مسلح ساخته شده است، نياز به انتقال مؤثر بارهاي كف به سيستم‌هاي عمودي دارد كه از طريق ظرفيت مقاومت در برابر برش، خمش و پيچش صورت مي‌گيرد. علاوه بر نياز به مقاومت، كف‌ها بايد معيار تغيير شكل را ارضاء كنند كه عرض ترك و افتادگي كم باشد. مجموعه اين عوامل قيود مسئله بهينه‌يابي هزينه دال را تشكيل مي‌دهند. براي حل اين مسئله بهينه‌يابي در اين مقاله از الگوريتم بهينه‌يابي اجسام برخوردكننده (CBO) استفاده مي‌شود. الگوريتم CBO يك الگوريتم فراكاوشي جديد است كه در سال‌هاي اخير توسعه يافته است و وجه تمايز اصلي آن با ساير الگوريتم‌هاي فراكاوشي اين است كه به پارامترهاي ورودي و ميزان سازي آن‌ها نياز ندارد و تلاش محاسباتي و زمان كمتري را مي‌خواهد. به منظور ارزيابي تأثير پارامترهاي بارگذاري و دهانه تير بر هزينه بهينه دال‌هاي بتني، سه وضعيت مختلف تعريف مي‌شود. در هر وضعيت يك حالت بارگذاري و چهار دهانه تير متفاوت در نظر گرفته مي‌شود. در هر حالت با توجه به تغيير پارامترهاي ورودي مسئله طراحي بهينه به طور مستقل اجرا مي‌گردد و مقدار تابع هدف و مقدار متناظر متغيرهاي طراحي تعيين مي‌شود. به اين ترتيب، حساسيت هزينه بهينه دال‌هاي بتني نسبت به پارامترهاي بارگذاري و دهانه تير مورد تحليل قرار مي‌گيرد. نتايج اين مطالعه نشان مي‌دهد ميزان تاثير تغييرات دهانه تير بر روي مقدار هزينه دال بتني دندانه‌دار بسيار بيشتر از ميزان تاثير تغييرات بارگذاري بر روي مقدار هزينه دال مي‌باشد. با افزايش 50 درصدي دهانه تير مقدار هزينه دال بيشتر از دو برابر مي‌شود به عبارتي كمترين تغيير تابع هدف به خاطر تغييرات طول دهانه تير در يك حالت بارگذاري مشخص، افزايش حدودا 100 درصدي تابع هدف را در پي داشته است اما ميزان تاثير بارگذاري در تغيير مقدار هزينه دال دندانه دار بسيار كمتر مي‌باشد. بيشترين تاثير ميزان بارگذاري، تغيير مقدار تابع هدف به ميزان حدود 13 درصد بوده است.
كليدواژه‌ها
چكيده لاتين :
To optimize the cost of a reinforced concrete ribbed slab, the cost of concrete and steel used in it should be reduced. In other words, the cross section area of concrete and steel of structure should be reduced. To calculate the cross section area of concrete and steel of concrete ribbed slab, six design variables are defined that are related to slab thickness, bar diameter and ribs dimensions. The floor system of a structure made of reinforced concrete requires the efficient transfer of floor loads to vertical systems through the capacity of resistance to shear, bending and torsion. In addition to the need for strength, floors must meet the deformation criteria with a low crack width and deflection. The combination of these factors constitutes the constraints of slab cost optimization. To solve this optimization problem in this paper, the colliding bodies optimization (CBO) algorithm is used. The CBO algorithm is a new metaheuristic algorithm that has been developed in recent years and its main difference with other metaheuristic algorithms is that it does not require input parameters and their adjusting and requires less computational effort and time. In order to evaluate the effect of loading and beam span parameters on the optimal cost of concrete slabs, three different cases are defined. In each case, one loading state and four different beam spans are considered. In each state, due to the change of input parameters, the optimal design problem is executed independently and the value of the objective function and the corresponding value of the design variables are determined. In this way, the sensitivity of the optimal cost of concrete slabs to the loading and beam span parameters is analyzed. The results of this study Shows the effect of changes in beam span on the cost of ribbed concrete slab is much greater than the effect of load changes on the cost of slab. By increasing the beam span by 50%, the cost of the slab becomes more than doubles. In other words, the least change in the objective function due to changes in the length of the beam span in a certain loading case, has resulted in an increase of about 100% in the objective function, but the effect of loading on changing the cost of ribbed slab is much less. The greatest effect of loading was to change the value of the objective function by about 13%
