بهینه سازی توپولوژی مهاربندی قابهای فولادی باهدف افزایش سختی دینامیکی

بهینه سازی توپولوژیک سازه ها یک شاخه ی نسبتا جدید در مهندسی سازهها است که هدف آن یافتن بهترین توپولوژی برای سازه ی مورد نظر تحت شرایط مشخص است . پس از یافتن توپولوژی بهینه ، طراح می تواند به کمک روش های بهینه سازی شکل و بهینه سازی اندازه ها ، بهترین شکل و ابعاد سازه را نیز به دست آورد و طرح مناسبی را ارائه نماید . علاوه بر این بهینه سازی توپولوژیک سازه ها می تواند به عنوان ابزاری آموزشی، جهت ارتقای دید و قضاوت مهندسی طراحان مورد استفاده قرار گیرد . هدف اصلی از نگارش این مقاله ، معرفی این شاخه ی نوپای علمی است.در این مقاله از یک روش بهینه سازی برای یافتن چیدمان مناسب و شکل بهینه مهاربندی به منظور حصول بیشترین کارایی و افزایش سختی دینامیکی با محدودیت حجم مفروض و تحت شرایط ارتعاش آزاد برای تقویت قاب های ساختمانی فولادی خمشی چند طبقه استفاده شده است. با در نظر گرفتن دامنه طراحی پیوسته بین تیرها و ستون های قاب های مورد نظر به صورت صفحات با مصالح فولادی یکسان و دارای ضخامت ثابت به طراحی توپولوژی بهینه سیستم مهاربندی قاب ها پرداخته شده است. با توجه به تغییرات حاصل از افزایش وکاهش المان ها در دامنه طراحی در مقادیر فرکانس های طبیعی سازه معیار حذف و افزودن المان تعریف می شود. با انجام یک تحلیل مودال تکراری و سیکل حذف المان های نامؤثر و افزودن المان های مؤثر در یک دامنه طراحی مجاز، به منظور بیشینه کردن فرکانس های طبیعی مورد نظر سازه، توپولوژی بهینه سیستم مهاربندی جهت تقویت قاب فولادی بدست می آید. و توپولوژی بهینه بدست آمده به شکل بهینه مهاربندی و با ابعاد بهینه تحت بارگذاری زلزله تبدیل می شود . در پایان به بررسی موردی این قاب ها پرداخته شده و نتایج حاصله ارائه شده است

کلیدواژه ها:

بهینه سازی توپولوژی ، سیستم مهاربندی ، فرکانس طبیعی ، ترکیب آثار مودها ، روش بهینه سازی SIMP