مهندس شایلین رضازاده اردبیلی دانشجوی دوره دکتری این دانشکده در رشته مهندسی عمران گرایش زلزله، ۳ دی‌ماه سال ۱۴۰۱ از رساله خود تحت عنوان «طراحی بهینه سازه‌های بتنی تحت بارگذاری تاریخچه زمانی با استفاده از الگوریتم‌های فراکاوشی» به‌صورت حضوری با راهنمایی دکتر علی کاوه دفاع نمود.

چکیده این رساله به شرح زیر می‌باشد: پس از ورود رایانه‌ها به طراحی سازه‌ها، برخی نرم افزارهای برجسته مانند ایتبس و سپ در تحلیل و طراحی سازه‌ها به کار گرفته شده‌اند. این نرم‌افزارها نتایج خود را از طریق آزمون و خطا بهینه می‌کنند. اگرچه روش‌های بهینه‌سازی بسیاری توسعه یافته است، اما سازه‌های بتنی برخلاف سازه‌های فولادی در دنیای واقعی با استفاده از روش سنتی آزمون و خطا طراحی شده‌اند که معمولاً طراحی سازه اقتصادی نمی‌باشد. دلیل آن می‌تواند وجود متغیرهای مختلف طراحی، اندازه بزرگ فضای جستجو و وجود قیدها و الزامات متعدد طراحی در سازه‌های بتنی باشد. پیاده‌سازی طراحی بهینه برای سازه‌های بتنی، به دلیل نیاز به شبیه سازی عددی دقیق و تحلیل سیستم سازه‌ای، به محاسبات قابل توجهی نیاز دارد. در نتیجه، یافتن یک الگوریتم بهینه‌سازی که الزامات طراحی، معیارهای اقتصادی و قابلیت طراحی در یک زمان معقول را برآورده کند، یک ابزار بسیار ارزشمند خواهد بود. با توجه به این واقعیت که بار محاسباتی بهینه‌سازی سازه برای بارگذاری تاریخچه زمان معمولاً زیاد است، مطالعات اخیر، شرایط بارگذاری را به صورت استاتیکی خطی و سازه را به صورت دوبعدی و با در نظرگرفتن فرض‌های ساده‌کننده مدل کرده‌اند. هدف اول این پژوهش، استفاده از الگوریتم‌ فراکاوشی قوی‌ و بهبود عملکرد آن‌ برای طراحی بهینه سازه‌های بتنی بر مبنای تحلیل تاریخچه زمانی می‌باشد. همچنین، مدلسازی سه بعدی قاب‌های بتنی برای طراحی بهینه این سازه‌ها، مسئله مهم دیگری است که در موارد بسیار محدودی مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف دوم این پژوهش، طراحی بهینه سازه‌های بتنی بر مبنای مدلسازی سه بعدی می‌باشد که بر اساس چارچوب پیشنهاد شده انجام می‌گیرد. از طرفی، پیشرفت در طراحی و ساخت مدرن سازه‌های مختلط، رشد چشمگیری از زمان معرفی آن داشته است، بطوریکه جایگزین سازه‌های بتن آرمه و فولادی در سازه‌های بلندمرتبه شده است. از این رو به کارگیری هر دو بتن و فولاد موجب می‌شود تا از مزایای هر دو مصالح بهره برده شود. ترکیب هوشمندانه این دو مصالح، یک سیستم موثر و کارا در مقایسه با استفاده مجزا از آن‌ها را نتیجه می‌دهد. سازه‌هایی که شامل قسمت‌های بتنی و فولادی هستند که به آن‌ها سازه‌های مختلط می‌گویند، از جمله سازه‌هایی می‌باشند که با توجه به ضوابط آیین‌نامه‌‌ای انجام تحلیل و طراحی با نرم‌افزارهای موجود مثل ایتبس و سپ امکان‌پذیر نیست، به علت تفاوت‌های ذاتی که در طبیعت هر قسمت وجود دارد و زمانی که سازه تحت نوسان دینامیکی قرار می‌گیرد، پاسخ این دو قسمت با هم متفاوت خواهد بود. علت این تفاوت، سختی و مکانیسم استهلاک انرژی متفاوت هر قسمت می‌باشد و علت دیگر آن توزیع نامناسب مواد در ارتفاع است. آیین‌نامه‌های طراحی لرزه‌ای، تحلیل و طراحی سازه‌های مختلط تحت بار زلزله را شامل نمی‌شوند و به دلیل فقدان آیین‌نامه، دانشمندان به بررسی تحلیل و طراحی این سازه‌ها پرداخته‌اند اما در زمینه طراحی بهینه این سازه‌ها مطالعاتی انجام نگرفته است. با توجه به اهمیت سیستم‌های مختلط بتن- فولاد، طراحی بهینه سازه‌های مختلط با استفاده از الگوریتم‌های فراکاوشی، هدف دیگر این پژوهش می‌باشد. واژه‌های کلیدی: طراحی بهینه سازه‌های بتنی، الگوریتم فراکاوشی، تحلیل تاریخچه زمانی، طراحی بهینه سازه‌های مختلط. رایانامه جهت ارتباط با دانشجوی فوق: s_rezazadehcivileng.iust.ac.ir