Phân tích mờ khung thép sử dụng phương pháp phân tích trực tiếp và thuật toán tiến hóa vi phân cải tiến

Từ khóa:

Biến mờ
Khung thép
Phân tích trực tiếp
Tối ưu
Tiến hóa vi phân.

Tóm tắt:

Bài báo trình bày một phương pháp hiệu quả cho việc xác định khả năng chịu tải của kết cấu khung thép với các tham số của kết cấu và tải trọng là biến mờ. Phương pháp phân tích trực tiếp, trong đó các phần tử dầm và cột được mô hình bằng phương pháp khớp dẻo hiệu chỉnh, được sử dụng để tính toán khả năng chịu tải của công trình có xét đến các ứng xử phi tuyến hình học và phi tuyến vật liệu. Phương pháp lát cắt-α được sử dụng để mô tả kết quả tính toán mờ của bài toán. Thuật toán tối ưu tiến hóa vi phân cải tiến được áp dụng để xác định các cận dưới và cận trên cho khả năng chịu tải của kết cấu với mỗi lát cắt- α. Khung thép không gian 2 tầng được nghiên cứu để minh họa cho tính hiệu quả của phương pháp được xây dựng.

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

1. AISC-LRFD (1999). Manual of steel construction – load and resistance factor design. Chicago (IL): American Institute of Steel Construction.
2. EN 1993-1-1, Eurocode 3. Design of steel structures – part 1-1: general rules and rules for building. Brussels: European Committee for Standardization; 2005.
3. V. H. Truong, S.E. Kim (2017). An efficient method for reliability-based design optimization of nonlinear inelastic steel space frames. Struct Multidisc Optim; 56: 331-351.
4. V.H. Truong, S.E. Kim (2018). Reliability-based design optimization of nonlinear inelastic trusses using improved differential evolution algorithm. Advances in Engineering Software; 121: 59-74.
5. M.H. Ha, Q.A. Vu, V.H. Truong (2018). Optimum Design of Stay Cables of Steel Cable-stayed Bridges Using Nonlinear Inelastic Analysis and Genetic Algorithm. Structures; 16: 288-302.
6. V.H. Truong, Q.V. Vu, V.T. Dinh (2019). A deep learning-based procedure for estimation of ultimate load carrying of steel trusses using advanced analysis. Journal of Science and Technology in Civil Engineering (STCE)-NUCE; 13(3): 113-123.
7. V.H. Truong, S.E. Kim (2018). A robust method for optimization of semi-rigid steel frames subject to seismic loading. Journal of Constructional Steel Research; 145C: 184-195.
8. Q.V. Vu và cs. (2019). Bend-buckling strength of steel plates with multiple longitudinal stiffeners. Journal of Constructional Steel Research 2019; 158: 41-52.
9. S.E. Kim, V.H. Truong (2020). Reliability Evaluation of Semirigid Steel Frames Using Advanced Analysis. Journal of Structural Engineering; 146(5): 04020064.
10. M.H. Ha, Q.V. Vu, V.H. Truong (2020). Optimization of nonlinear inelastic steel frames considering panel zones. Advances in Engineering Software; 142: 102771.
11. R.L. Muhanna, H. Zhang, R.L (2007). Mullen. Combined axial and bending stiffness in interval finiteelement methods. Journal of Structural Engineering, ASCE; 133(12): 1700–9.
12. U.O. Akpan, T.S. Koko, I.R. Orisamolu, B.K (2001). Gallant. Practical fuzzy finite element analysis of structures. Finite elements in analysis and design; 38: 93-111.
13. E. Jahani, R.L. Muhanna (2014). Reliability assessment with fuzzy random variables using interval Monte Carlo Simulation. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering; 29: 208–220.
14. P.H. Anh, N.X. Thành, N.V. Hùng, N.T. Luân (2014). Xây dựng thuật toán và công cụ dùng trong phân tích mờ kết cấu công trình. Đề tài khoa học và công nghệ cấp trường, Đại học Xây dựng, Hà Nội; 2014.
15. J.Y.R. Liew, W.F. Chen (2000). Advanced inelastic analysis of frame structures. Journal of Constructional Steel Research 2000; 55:245-265.
16. H.T. Thai, S.E. Kim (2011). Practical advanced analysis software for nonlinear inelastic dynamic analysis of space steel structures. J. Constr. Steel Res; 67(3): 453-461.
17. W.F. Chen, E.M. Lui (1987). Structural stability: theory and implementation. Elsevier Amsterdam.
18. W.F. Chen, E.M. Lui (1992). Stability design of steel frames. Boca Raton, FL: CRC Press.
19. S.E. Kim, S.H. Choi (2001). Practical advanced analysis for semi-rigid space frames. International journal of solids and structures; 38: 9111-131.
20. W.F. Chen, S.E. Kim, S.H. Choi (2001). Practical second-order inelastic analysis for three-dimensional steel frames. Steel Structures; 1(3): 213-223.
21. S.E. Kim, C.M. Uang, S.H. Choi, K.Y. An (2006). Practical advanced analysis of steel frames considering lateral-torsional buckling. Thin-Walled Structures; 44(7): 709-720.
22. J.G. Orbison, W. McGuire, J.F. Abel (1982). Yield surface applications in nonlinear steel frame analysis. Comput. Methods Appl. Mech. Eng; 33(1): 557–573.
23. L.A. Zadeh. Fuzzy sets (1965). Information and control; 8(3): 338-353.1. AISC-LRFD (1999). Manual of steel construction –
load and resistance factor design. Chicago (IL): American Institute of Steel Construction.
2. EN 1993-1-1, Eurocode 3. Design of steel structures – part 1-1: general rules and rules for building. Brussels: European Committee for Standardization; 2005.
3. V. H. Truong, S.E. Kim (2017). An efficient method for reliability-based design optimization of nonlinear inelastic steel space frames. Struct Multidisc Optim; 56: 331-351.
4. V.H. Truong, S.E. Kim (2018). Reliability-based design optimization of nonlinear inelastic trusses using improved differential evolution algorithm. Advances in Engineering Software; 121: 59-74.
5. M.H. Ha, Q.A. Vu, V.H. Truong (2018). Optimum Design of Stay Cables of Steel Cable-stayed Bridges Using Nonlinear Inelastic Analysis and Genetic Algorithm. Structures; 16: 288-302.
6. V.H. Truong, Q.V. Vu, V.T. Dinh (2019). A deep learning-based procedure for estimation of ultimate load carrying of steel trusses using advanced analysis. Journal of Science and Technology in Civil Engineering (STCE)-NUCE; 13(3): 113-123.
7. V.H. Truong, S.E. Kim (2018). A robust method for optimization of semi-rigid steel frames subject to seismic loading. Journal of Constructional Steel Research; 145C: 184-195.
8. Q.V. Vu và cs. (2019). Bend-buckling strength of steel plates with multiple longitudinal stiffeners. Journal of Constructional Steel Research 2019; 158: 41-52.
9. S.E. Kim, V.H. Truong (2020). Reliability Evaluation of Semirigid Steel Frames Using Advanced Analysis. Journal of Structural Engineering; 146(5): 04020064.
10. M.H. Ha, Q.V. Vu, V.H. Truong (2020). Optimization of nonlinear inelastic steel frames considering panel zones. Advances in Engineering Software; 142: 102771.
11. R.L. Muhanna, H. Zhang, R.L (2007). Mullen. Combined axial and bending stiffness in interval finiteelement methods. Journal of Structural Engineering, ASCE; 133(12): 1700–9.
12. U.O. Akpan, T.S. Koko, I.R. Orisamolu, B.K (2001). Gallant. Practical fuzzy finite element analysis of structures. Finite elements in analysis and design; 38: 93-111.
13. E. Jahani, R.L. Muhanna (2014). Reliability assessment with fuzzy random variables using interval Monte Carlo Simulation. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering; 29: 208–220.
14. P.H. Anh, N.X. Thành, N.V. Hùng, N.T. Luân (2014). Xây dựng thuật toán và công cụ dùng trong phân tích mờ kết cấu công trình. Đề tài khoa học và công nghệ cấp trường, Đại học Xây dựng, Hà Nội; 2014.
15. J.Y.R. Liew, W.F. Chen (2000). Advanced inelastic analysis of frame structures. Journal of Constructional Steel Research 2000; 55:245-265.
16. H.T. Thai, S.E. Kim (2011). Practical advanced analysis software for nonlinear inelastic dynamic analysis of space steel structures. J. Constr. Steel Res; 67(3): 453-461.
17. W.F. Chen, E.M. Lui (1987). Structural stability: theory and implementation. Elsevier Amsterdam.
18. W.F. Chen, E.M. Lui (1992). Stability design of steel frames. Boca Raton, FL: CRC Press.
19. S.E. Kim, S.H. Choi (2001). Practical advanced analysis for semi-rigid space frames. International journal of solids and structures; 38: 9111-131.
20. W.F. Chen, S.E. Kim, S.H. Choi (2001). Practical second-order inelastic analysis for three-dimensional steel frames. Steel Structures; 1(3): 213-223.
21. S.E. Kim, C.M. Uang, S.H. Choi, K.Y. An (2006). Practical advanced analysis of steel frames considering lateral-torsional buckling. Thin-Walled Structures; 44(7): 709-720.
22. J.G. Orbison, W. McGuire, J.F. Abel (1982). Yield surface applications in nonlinear steel frame analysis. Comput. Methods Appl. Mech. Eng; 33(1): 557–573.
23. L.A. Zadeh. Fuzzy sets (1965). Information and control; 8(3): 338-353.