فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

ارزیابی کارایی الگوریتم‌های فراابتکاری در بهینه‌سازی الگوی بار جانبی و بهبود دقت تحلیل پوش‌آور قاب‌های بتن‌آرمه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
2 دانشیار گرایش سازه، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
3 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه صنعتی، کرمانشاه، ایران
4 گروه مهندسی عمران، دانشکده آموزش‌های فنی و تربیتی، دانشگاه ASPETE، آتن، یونان
چکیده
ارزیابی تطبیقی الگوریتم‌های فراابتکاری در مسائل بهینه‌سازی، چارچوبی منسجم برای شناخت رفتار، سرعت همگرایی و کارایی واقعی آن‌ها فراهم می‌سازد. در این پژوهش، شش الگوریتم فراابتکاری شامل ژنتیک (GA)، ازدحام ذرات (PSO)، تکامل تفاضلی (DE)، گرگ خاکستری (GWO)، وال‌ها (WOA) و شاهین هریس (HHO) برای بهینه‌سازی الگوی بار جانبی در تحلیل پوش‌آور قاب‌های خمشی بتن‌آرمه مورد ارزیابی قرار گرفتند. چهار سازه‌ی ۲، ۴، ۶ و ۸ طبقه بر اساس ضوابط آیین‌نامه‌ای طراحی و قاب میانی آن‌ها در محیط OpenSees مدل‌سازی شد. هر مدل تحت ۴۰ نگاشت زلزله تحلیل دینامیکی غیرخطی گردید و میانگین تغییرمکان طبقات به‌عنوان جابه‌جایی هدف به کار رفت. الگوریتم‌ها طی ۵۰ نسل با جمعیت ۲۰ اجرا شدند که در مجموع بیش از ۹۲ هزار تحلیل پوش‌آور انجام گرفت. نتایج نشان داد انتخاب الگوریتم باید با در نظر گرفتن هم‌زمان سه معیار زمان، همگرایی و دقت صورت گیرد. الگوریتم DE دقیق‌ترین نتایج را ارائه کرد، اما هزینه‌ی محاسباتی بالای آن دامنه‌ی کاربردش را محدود می‌کند؛ GA، PSO و GWO تعادلی مناسب میان دقت و سرعت برقرار کردند، WOA با ثبات همگرایی گزینه‌ای میان‌رو بود و HHO ضعیف‌ترین عملکرد را داشت. نتایج این پژوهش، ضمن تبیین رفتار الگوریتم‌ها در مسئله‌ی بهینه‌سازی الگوی بار جانبی قاب‌های خمشی بتن‌آرمه، می‌تواند مبنایی برای استفاده از مدل‌های یادگیری ماشین در پیش‌بینی و تعمیم الگوهای بار بهینه به سایر سازه‌ها با ویژگی‌های متفاوت فراهم آورد.
کلیدواژه‌ها


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 01 اردیبهشت 1405

  • تاریخ دریافت 16 مهر 1404
  • تاریخ بازنگری 22 آذر 1404
  • تاریخ پذیرش 15 دی 1404