بررسی تاثیر عملکرد تنش پوسته ها با استفاده از تئوری فنر معادل در بهینه سازی سوله های قوسی

در این پژوهش تاثیر ورق پوشش سقف و عملکرد تنش پوسته ها در طراحی بهینه سوله های قوسی مورد بررسی قرار می گیرد. طبق عملکرد تنش پوسته ها، بخشی از نیروی افقی وارد بر سازه، توسط دیافراگم و بخشی توسط قاب تحمل می شود و قاب ها برای نیروی کمتر طراحی می گردند در نتیجه این عملکرد نقش اساسی در طراحی بهینه سوله ها خواهد داشت. تئوری فنر معادل، روش مورد استفاده برای طراحی این عملکرد در این پژوهش می باشد. جهت طراحی سریع و آسان سوله ها، با برقراری ارتباط بین نرم افزارهای Sap2000 و Matlab و استفاده از الگوریتم ژنتیک، نرم افزار طراحی سوله فراهم شده است که این نرم افزار با استفاده از ابعاد سوله و شرایط محیطی محل استقرار سوله، به هر دو روش تنش مجاز و عملکرد تنش پوسته ها به طراحی سازه با بهترین مقاطع می پردازد. توسط این نرم افزار هفت سوله قوسی با ابعاد دهانه، طول، تعداد قاب و ارتفاع ستون متفاوت با ضخامت پوشش سقف 5/0 و 7/0 میلی متر طراحی و عملکرد تنش پوسته ها در آن ها بررسی می شود. تابع هدف وزن سازه است و مسئله شامل 8 متغیر طراحی می باشد. بررسی نتایج این مقاله نشان می دهد که عملکرد تنش پوسته ها بیش از 20 درصد در کاهش وزن تاثیر دارد و میزان این تاثیر به ابعاد سازه وابسته است به طوریکه افزایش ارتفاع ستون ها حدود 10 درصد تاثیر این عملکرد را افزایش می دهد و افزایش دهانه سوله از تاثیر عملکرد تنش پوسته-ای بیش از 5 درصد می کاهد. افزایش تعداد قاب ها و تغییر طول سازه تاثیری ناچیز و در حدود 1 یا 2 درصد دارد. تغییر ضخامت ورق پوشش به اندازه 2/0 میلی متر، حدود 3 درصد در کاهش بیشتر وزن موثر خواهد بود.