طراحی توپولوژی و شکل بهینه مهاربندی برای قابهای ساختمانی فولادی با سیستم باربر جانبی دوگانه

در این مقاله از یک روش بهینهسازی برنامهریزی ریاضی برای طراحی شکل و توپولوژی سیستم مهاربندی برای قابهای ساختمانی فولادی چند طبقه سه بعدی با سیستم باربر جانبی دوگانه به منظور افزایش سختی دینامیکی یک سازه الاستیک خطی بامحدودیت حجممفروض و تحت شرایط ارتعاش آزاد استفاده شدهاست. در آغاز قاب خمشی بدون مهاربند تحت بارهای ثقلی و برای تحمل بخشی ازبارهای جانبی زلزله طراحی شدهاست؛ سپس با درنظرگرفتن دامنه طراحی پیوسته بین تیرها و ستونهای مورد نظر به صورت صفحات بامصالح فولادی یکسان و دارای ضخامت ثابت و با رفتار تنش مسطح به طراحی توپولوژی بهینه سیستم مهاربندی قاب پرداخته شدهاست.مدلسازی مصالح دامنه طراحی بهینهسازی با استفاده از روش چگالی صورت گرفته و با انجام یک تحلیل مودال تکراری و سیکل حذف المانهای نامؤثر در یک دامنه طراحی مجاز، بمنظور بیشینه کردن فرکانسهای طبیعی مورد نظر سازه، توپولوژی بهینه سیستم مهاربندی قاب فولادی بدست میآید. در نهایت سیستم مهاربندی بهینه حاصله با یک سیستم مهاربندی متداول برای همان قاب، با تیرها و ستون- های یکسان مقایسه شدهاست؛ و نتایج کاهش وزن ساختمان و دریفت جانبی طبقات قاب با مهاربندی بهینه را نسبت به حالت متداول نشان میدهد.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی توپولوژی ، سیستم باربر جانبی دوگانه ، سیستم مهاربندی ، فرکانس طبیعی ، ترکیب آثار مودها