ماهیت شکل پذیری و بهینه سازی قاب فولادی خمشی تحت بارهای لرزه ای

هدف اصلی در طراحی سازه های فولادی و بطور کلی در کلیه سازه ها، ارائه ی طرحی مطمئن و اقتصادی با رعایت مفروضات بهره برداری و زیبایی می باشد. طراحی چنین سازه ای که علاوه بر رعایت مسایل فنی، با در نظر گرفتن ملاحظات غیر سازه ای، کم ترین وزن و هزینه ی اجرایی را به بار آورد طراحی بهینه نامیده می شود. بررسی عملکرد سازه ها تحت بارهای لرزه ای نیازمند تحلیل های پرحجم دینامیکی و تاریخچه زمانی است. در روش های طرح بهینه که نیازمند تحلیل های مکرر در طی فرآیند سعی و خطا می باشند، در همین راستا هدف از این مقاله، ماهیت شکل پذیری و بهینه سازی قاب فولادی خمشی تحت بارهای لرزه ای با روش توصیفی- تحلیلی می باشد که مساحت مقاطع در اعضای سازه بعنوان متغییر های مسئله در نظر گرفته شده اند. متغییر های موجود که بصورت گسسته اند، از بین لیستی از مقاطع فولادی از پیش تعیین شده انتخاب می شوند. الگوریتم توده ذرات بهبودیافته بعنوان الگوریتم بهینه سازی و تحلیل تاریخچه زمانی بمنظور طراحی بهینه قاب های فولادی بکار گرفته شده است و همچنین محدودیت تغییر مکانهای نسبی و تنش اعضا، قیود مسئله را تشکیل می دهند. سه نوع قاب خمشی فولادی با ارتفاع کوتاه، متوسط و بلند به عنوان مثال های مسئله استفاده و عملکرد آنها طی طراحی بهینه ی لرزه ای بررسی شده اند. نتایج نشان دهنده عملکرد خوب قاب های خمشی تحت طراحی بهینه لرزه ای نسبت به طراحی های متدوال لرزه ای میباشند. همچنین نتایج بهتری را به هنگام بکار بردن محدودیت دریفت و تنش اعضا نسبت به زمانی که تنها دریفت قید مسئله را تشکیل میدهد، میتوان مشاهده نمود. و می توان گفت سازه های فولادی از نظر اجرا بسیار سریع تر از سازه های بتنی اجرا می شوند، و به دلیل انعطاف بیشتر نسبت به سازه های بتنی، در برابر بارهای زلزله و باد مقاوم تر هستند. ولی به علت مقاومت کم این سازه ها در برابر آتش سوزی و از طرف دیگر هزینه بالاتر مصالح این سازه ها نسبت به سازه های بتنی، اخیرا با تقاضای کمتری روبرو گردیده اند.