۵-۲-۲-روش­های بهینه­سازی
در این تحقیق، با بهره گرفتن از دو روش بهینه­سازی گرادیانی SQP و الگوریتم ژنتیکی GA به بهینه­سازی قاب­های چند طبقه و چند دهانه منظم فولادی پرداخته شده است. نتایج عددی حاصل از بهینه­سازی قاب­های ارائه شده با یکدیگر مقایسه شدند. از طرفی با مقایسه کردن نتایج حاصل از این دو روش، کلی بودن جواب حاصل، نتیجه شد.
۵-۲-۳-مقایسه نتایج حاصل از این تحقیق و تحقیقات پیشین
گولی و بدراگلو ]۳۲[ یک بار سازه را تحت بارهای استاتیکی ثقلی بهینه نمودند و مقادیر متغیر طراحی حاصل را بعنوان کران پایین در نظر گرفتند، سپس با تحلیل دینامیکی وزن بهینه ­سازه را یافتند. آنها با بهینه­سازی چند قاب برشی دو طبقه، اقتصادیتر بودن سیستم مهاربندی را برای تمامی قاب­ها بسط دادند.

معماری و مدح­خوان ]۴۶[ نیز با مدل کردن و بهینه­سازی قاب­های کوتاه، نتیجه حاصل را در مورد اقتصادیتر بودن این نوع سیستم سازه­ای برای تمامی قاب­های منظم فولادی بسط دادند.
کمشکی و ساکا ]۸۳[ تنها قاب­های ساده مهاربندی شده با تکیه­گاه­های مفصلی را در نظر گرفتند و به اقتصادیتر بودن قاب­های ساده مهاربندی شده همگرای ضربدی در برابر سایر سیستم­های مهاربندی دست یافتند.
در این تحقیق، با بهینه­سازی لرزه­ای سه نوع قاب کوتاه (۴ طبقه و ۳ دهانه)، متوسط (۱۰ طبقه و ۵ دهانه) و بلند (۱۸ طبقه و ۷ دهانه)، تحت دو سیستم مقاوم لرزه­ای، (الف) سیستم دوگانه خمشی و مهاربندی شده، و (ب) سیستم خمشی، با تکیه­گاه­های صلب پرداخته شده است. از تحقیق صورت گرفته نتایج زیر حاصل می­شوند:
سیستم (الف) در قاب­های کوتاه نسبت به سیستم (ب) اقتصادیتر است ولی در مورد قاب­های متوسط و بلند این نتیجه بلعکس می­باشد. دلیل این امر احتمالآ این است که در قابهای مورد مطالعه، معمولآ قید تغییرمکان جانبی فعال نبوده و تحت زلزله اعمالی بارهای جانبی شدت لازم را ندارند که سیستم جانبی را وادار به واکنش نمایند. بنابراین، با توجه به اینکه تابع هدف وزن سازه است، مقاطع بادبندی در سیستم مهاربندی شده نیازی به وجودشان نیست و باعث سنگین تر شدن قاب شده اند. در صورتیکه از یک زلزله قوی با شدت بالا استفاده شود که تغییرمکانهای جانبی قابل توجهی داشته باشد، احتمالآ قید دریفت طبقه فعال شده و بادبندها وارد کار خواهند شد و ممکن است نتایج دو سیستم برعکس شوند.
روش SQP توانایی لازم در پیدا کردن نقطه بهینه سراسری را دارد، بنابراین می­توان با اطمینان کافی در بهینه­سازی قاب­های فولادی از آن استفاده نمود.
با افزایش اعضای سازه و در نتیجه تعداد متغیرهای طراحی، هزینه محاسباتی روش GA نسبت به روش SQP بطور قابل ملاحظه­ای افزایش می­یابد.
بدلیل یکسان نبودن خصوصیات بار زلزله و بار استاتیکی معادل، استفاده از بارگذاری جانبی به جای بار زلزله، در رفتار کلی سازه تاثیر می­ گذارد. بار زلزله معمولا به تکیه­گاه­های سازه اعمال می­ شود و پاسخ­های ناشی از آن، توسط مؤلفه­ های سختی، میرایی و جرم سازه تولید می­شوند. در این تحقیق، بهینه­سازی تحت اعمال مستقیم بار زلزله صورت گرفته است.
۵-۳-کاربردهای نظری و تحقیقی
ابزار و نحوه انجام هر پژوهش، بطور مستقیم به امکانات و شرایط موجود آن وابسته است. علاوه بر ابزار و امکانات موجود، با توجه به اهمیت پژوهش، تامین منابع مالی جهت پیشبرد تحقیق، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در نتیجه هر پژوهش، وابسته به زمان و مکان انجام آن، دارای محدودیت‌هایی در تهیه ابزار، امکانات و منابع مالی خواهد بود. در این گزارش، سعی شده که ابزار تحقیق، به گونه‌ای انتخاب شود که با حداقل امکانات و هزینه‌ها، به بهترین نحو، داده‌های لازم را بدست آورد.
این تحقیق در ابتدا، نیازمند انجام تحلیل استاتیکی و مودال سازه می‌باشد. در پژوهش‌های پیشین، محققین از نرم‌افزارهای تجاری جهت تحلیل دینامیکی سازه‌ها به عنوان ابزار تحقیق استفاده کرده‌اند. در این تحقیق، توسط برنامه‌ای که در محیط MATLAB نوشته شده است، طیف پاسخ الاستیک زلزله مدنظر توسط الگوریتم خطی نیومارک محاسبه می­ شود، سپس با بهره گرفتن از FEM، تحلیل استاتیکی، P-Delta و دینامیکی طیف پاسخ انجام می­ شود. این برنامه، برای قاب­های منظم فولادی دو بعدی نوشته شده است.
۵-۴- کاربردهای عملی
یکی از پیچیده‌ترین و ناشناخته‌ترین رخدادهای طبیعی زمین، زلزله است. با توجه به اینکه در دنیای امروز، اثرات نیروی زلزله جزء تعیین کننده‌ترین فاکتورهای طراحی سازه‌ها می‌باشد، در نتیجه بخش وسیعی از دستورالعمل آیین­ نامه‌ها و همچنین تحقیقات پژوهشگران، معطوف به بارگذاری لرزه‌ای می‌باشد. در این پایان‌نامه، اثرات زلزله بر بهینه‌سازی سازه‌ها، مورد بررسی قرار گرفته و جهت انجام عملیات بهینه‌سازی، روش تحلیل دینامیکی طیف پاسخ از روی طیف پاسخ الاستیک زلزله مدنظر، پیشنهاد گردیده است. در کارهای عملی می‌توان جهت بهینه‌سازی، شتاب زلزله ساختگاه را تعیین کرده و سپس براساس روش پیشنهاد شده در این پایان نامه، بار زلزله بر روی سازه مورد نظر را بصورت مستقیم با بهره گرفتن از تحلیل طیف پاسخ، به آن اعمال نمود. با در نظر گرفتن اثرات P-Delta و مدلسازی جرم سازه بصورت ماتریس جرم سازگار و همچنین محاسبه ضریب طول مؤثر اعضا، رفتار سازه به واقعیت نزدیکتر می­ شود.
۵-۵- پیشنهاد تحقیقات آتی
این پایان نامه، تحقیقی بر روی بهینه‌سازی سازه‌های گسسته، تحت بارگذاری لرزه‌ای بوده که اساس عملیات بهینه‌سازی، با بهره گرفتن از اعمال بار لرزه­ای بصورت تحلیل دینامیکی طیف پاسخ بوده است. می‌توان پیشنهاد تحقیقات جدیدی را برای انواع مختلف سازه‌های گسسته، با با انواع سیستم مقاوم لرزه­ای مانند قاب­های ساده مهاربندی، مهاربندی­های واگرا و غیره عنوان نمود، همچنین روش تحقیق حاضر برای سازه‌های سه بعدی تعمیم داده شود. بعلاوه می‌توان اثرات اندرکنش خاک و سازه را جهت بهینه­سازی وارد محاسبات نمود. می­توان جهت مقایسه، به بهینه­سازی سازه­ها تحت تحلیل تاریخچه زمانی پرداخت. همچنین می‌توان با اعمال تحلیل الاستیک غیرخطی نتایج حاصل از طرح بهینه را با نتایج ناشی از تحلیل الاستیک خطی انجام شده در این تحقیق، مقایسه نمود. علاوه بر این، اثر اتصالات را می­توان با در نظر گرفتن تاثیر آن­ها بر روی سختی سازه، وارد محاسبات نمود.
منابع و مآخذ: