نشریه علمی سازه و فولاد

نشریه علمی سازه و فولاد

بهینه‌سازی شبکه‌های دولایه فولادی توسط الگوریتم ژنتیک در تعامل با شبکه‌های عصبی مصنوعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار گروه عمران، دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد
2 دانشیار گروه مکانیک، دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد
3 کارشناسی ارشد سازه، دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد
10.22034/jss.2008.236510
چکیده
در طراحی بهینه سازه‌های فضاکار به دلیل تعداد زیاد اعضای سازه، زمان زیادی برای تحلیل، طراحی و یا تعیین وزن آن‌ها مورد نیاز می‌باشد. در این مقاله برای اجتناب از تحلیل‌های مکرر و وقت‌گیر مرسوم در روش‌های معمول، با استفاده از روش شبکه‌های عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک طراحی بهینه سازه‌های فضاکار از نوع شبکه دولایه انجام گردیده است. برای این کار ۱۸۰ نمونه شبکه دولایه فولادی با سه توپولوژی مختلف با دهانه‌هایی بین ۱۰ تا ۷۵ متر و ارتفاع ۱ تا ۲٫۵ متر تحلیل شده و در هر مورد وزن بهینه سازه تعیین گردیده است. نتایج حاصل برای آموزش، آزمون و طراحی یک شبکه عصبی مصنوعی به کار گرفته شده است. آنگاه از روش الگوریتم ژنتیک در تعامل با شبکه عصبی برای انتخاب یک سازه فضاکار بهینه استفاده شده است. بدین ترتیب می‌توان با توجه به ابعاد زمین، مناسب‌ترین پوشش از نوع شبکه دولایه را با یک توپولوژی مشخص به همراه ارتفاع، فاصله ستون‌ها و طول اعضای افقی پیشنهاد نمود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Neuron–Genetic Optimization of Double Layer Steel Grids

نویسندگان English

Farzad Shahabian 1
Mohammad Hossein Abolbashari 2
Seyed Masoud Ahmadi 3
چکیده English

Analysis and design of space structures are generally time-consuming due to the large number of structural members involved. This complexity increases significantly when optimization procedures are required, as numerous analyses must be performed. In this study, artificial neural networks combined with a genetic algorithm are applied to optimize double layer steel grid structures. A total of 180 structural models with three different topologies, spans ranging from 10 to 75 meters, and heights between 1 and 2.5 meters are analyzed and designed for minimum weight. The obtained results are used to train and test the proposed neural network system for predicting structural weight. Subsequently, a neural-network-based genetic algorithm is employed for design optimization. For a site plan with arbitrary dimensions, the neuron–genetic system provides an optimized double layer steel grid configuration, including topology selection, optimal height, column spacing, and horizontal member lengths.

کلیدواژه‌ها English

Structural Optimization
Genetic Algorithm
Artificial Neural Networks
Double Layer Steel Grids
Space Structures