Tối ưu khối lượng khung thép sử dụng phân tích trực tiếp và thuật toán tiến hóa vi phân tự thích ứng

Tóm tắt

Tối ưu trong thiết kế công trình nói chung và hệ khung thép nói riêng thu hút sự quan tâm ngày càng lớn nhờ sự phát triển mạnh mẽ của khoa học máy tính cũng như sự tăng cao của chi phí vật liệu xây dựng. Đối với kết cấu khung thép, tổng giá thành/khối lượng của công trình thường được tối thiểu hóa dựa trên biến thiết kế là các tiết diện điển hình của các cấu kiện. Cùng với đó, ứng xử của khung thép là phi tuyến tính và phi đàn hồi nên bài toán tối ưu khung thép có tính phi tuyến rất cao. Trên cơ sở đó, trong bài báo này, một thuật toán tối ưu meta- heuristic trên cơ sở thuật toán tiến hóa vi phân DE nhằm tối ưu hóa khối lượng khung thép sử dụng phân tích trực tiếp. Hai thuật toán tối ưu Jaya và tối ưu bầy đàn (PSO) được sử dụng để đánh giá hiệu quả của thuật toán được xây dựng thông qua ví dụ khung thép 3 nhịp x 10 tầng. Kết quả tính toán cho thấy phương pháp được đề xuất tìm kiếm được nghiệm tối ưu tốt hơn và sử dụng số lần phân tích kết cấu ít hơn khá nhiều so với Jaya và PSO.

Từ khóa: Khung thép; phân tích trực tiếp; Meta- heuristic; tiến hóa vi phân