Modares Civil Engineering journal
مهندسی عمران مدرس
MCEJ
Engineering & Technology
http://mcej.modares.ac.ir
1
admin
2476-6763
10.22034
fa
jalali
1392
2
1
gregorian
2013
5
1
13
2
online
1
fulltext
fa
طراحی پی با استفاده از بهینه سازی توپولوژیک
Foundation design using topology optimization
در این مقاله طراحی بهینه پی با استفاده همزمان از بهینه سازی توپولوژیک و ابعادی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل مورد استفاده از المان های صفحه ای برای پی گسترده، المان های حجمی برای خاک و المان های فشاری برای اتصال خاک و پی تشکیل شده است. تحلیل و طراحی به صورت الاستیک و سه بعدی تحت یک بارگذاری معین انجام می گیرد. با توجه به وابستگی تعداد متغیرهای طراحی به تعداد المان های محدود در فضای طراحی که عموما زیاد می باشند، استفاده از روش های کلاسیک در بهینه سازی توپولوژیک سازه ها غیر عملی است. از این رو در این مقاله از روشی نوین برای ایجاد توپولوژی بهینه استفاده می شود که ایده اصلی آن بر مبنای کارایی المان های واسط بین خاک و پی در انتقال نیروهای فشاری به خاک می باشد. این الگوریتم جدید المان هایی از پی که بدون فشار یا تحت فشار اندک قرار دارند را حذف میکند. بهینه سازی کلی از دو فاز مجزای بهینه سازی توپولوژیک و بهینه سازی ابعادی تشکیل شده است. بهینه سازی ابعادی شامل تعیین ضخامت و درصد آرماتورهای خمشی بهینه پی می باشد. پروسه بهینه سازی ابعادی و توپولوژی متعاقبا تکرار می شود تا دیگر پیشرفتی در بهینه سازی صورت نگیرد. کارایی روش پیشنهادی در این مقاله با حل چهار مثال عددی مورد بررسی قرار گرفته است.
In this paper a methodology for design optimization of foundation of structures has been proposed. The structural model comprises three different finite elements, i.e. plate elements for mat foundation, solid elements for soil and some compression-only members for connection of foundation to soil. To facilitate the optimization algorithm, a 3D analysis is performed in the elastic range under one design loading. Due to numerous finite elements and accordingly considerable number of design variables, the classical topology optimization algorithms become inefficient for solution of the problem. Therefore in this paper an innovative topology optimization algorithm, which does work based on efficiency of foundation elements, is proposed. This new algorithm cuts out the foundation elements that do not bear (or bear low value) compression under design load(s). The overall optimization methodology consists of two phase optimization: namely topology optimization and size optimization. After every topology optimization, an analysis is done and a size optimization algorithm is used to proportion the thickness of the foundation and corresponding reinforcement. The consequent topology and size optimization processes are repeated until no enhancement is obtained in the design. The capabilities of the proposed method have been shown by four design example.
المان فشاری,توپولوژی,بهینه سازی ابعادی,المان حجمی,المان صفحه ای
compression-only member,topology,size optimization,solid element,plate element
111
111
http://mcej.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-16-1000-9477&slc_lang=fa&sid=16
fatemeh
zahedi tajrishi
فاطمه
زاهدی تجریشی
100319475328460049667
100319475328460049667
Yes
civil department of university of technology/ph.d student
دانشجوی دکترای عمران- سازه/ دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
hamid
moharami
حمید
محرمی
100319475328460061679
100319475328460061679
No
tarbiat modares university
دانشیار دانشکده عمران/ دانشگاه تربیت مدرس