BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  25,078,958
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Vật liệu xây dựng

Trương Việt Hùng

Thiết kế tối ưu rời rạc dầm thép liên hợp trong cầu dầm nhịp giản đơn

Discrete optimisation of steel-concrete composite sections in simple girder bridges

Khoa học & công nghệ Việt Nam

2022

01B

38 - 43

1859-4794

Dầm thép liên hợp, TCVN 11823:2017, Thiết kế tối ưu, Tìm kiếm hài hòa

harmony search, optimisation design, steelconcrete composite girder, TCVN 11823:2017.

Trong nghiên cứu này, bài toán tối ưu dầm thép liên hợp được xây dựng. Các biến thiết kế, bao gồm chiều dày của bản mặt cầu bằng bê tông cốt thép (BTCT) và các kích thước của tiết diện dầm I tổ hợp, được xem là các biến rời rạc nhằm phản ánh thực tế thiết kế công trình. Tổng giá thành vật liệu của phần bê tông bản mặt cầu và dầm thép được chọn làm hàm mục tiêu và được tối thiểu hóa. Các yêu cầu thiết kế về mặt cấu tạo, biến dạng và chịu lực theo TCVN 11823:2017 được sử dụng làm điều kiện ràng buộc. Thuật toán tối ưu tìm kiếm hài hòa được sử dụng để giải quyết bài toán tối ưu đặt ra. Một dầm thép nhịp giản đơn dài 42 m đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy, thiết kế tối ưu giảm khoảng 15% giá thành so với thiết kế thủ công thông thường. Do vậy, áp dụng thiết kế tối ưu trong thiết kế dầm liên hợp đem lại hiệu quả kinh tế và có thể dễ dàng ứng dụng vào thiết kế.
 

In this study, the optimisation design problem of steelconcrete composite sections in simple girder bridges is developed. Design variables including the thickness of the desk and the dimensions of the girder section are discrete variables to reflect the realistic design works. The total cost of the desk and the steel girder is the objective function that is minimised. The design requirements of the geometry, load-carrying capacity, and deformation provided in the TCVN 11823:2017 standard are used as the optimisation constraints. The above discrete optimisation is solved by using the Harmony Search (HS) algorithm. A 42(m) simple girder is studied. The numerical results show that the optimal designs save about 15% compared to using the conventional design method. It can be concluded that applying the optimisation in the design of steel-concrete composite beams brings high efficiency and it is easily applied in practice.
 

TTKHCNQG, CVv 8

Xem toàn văn
  • [1] Nguyễn Khánh Vi (2017), Phân tích lựa chọn tiết diện hợp lý của cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép bị khống chế về chiều cao.,Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.
  • [2] D. Manjarres (2013), A survey on applications of the harmony search algorithm.,Engineering Applications of Artificial Intelligence, 26, pp.1818-1831.
  • [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, pp.331-351.
  • [4] Z.W. Geem; J.H. Kim; G.V. Logonathan (2001), A new heuristic optimization algorithm: harmony search.,Simulation, 78, pp.60-68.
  • [5] (2017), Thiết kế cầu đường bộ.,TCVN 11823:2017
  • [6] 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, 145, pp.184-195.
  • [7] H.A. Pham; D.X. Nguyen; V.H. Truong (2021), An efficient differential-evolution-based moving compensation optimization approach for controlling differential column shortening in tall buildings.,Expert Systems with Applications, 169, DOI: 10.1016/j.eswa.2020.114531.
  • [8] 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, pp.59-74.
  • [9] V.H. Truong; H.M. Hung; P.H. Anh; T.D. Hoc (2020), Optimization of steel moment frames with panel-zone design using an adaptive differential evolution.,Journal of Science and Technology in Civil Engineering, 14(2), pp.65-75.
  • [10] V.H. Truong; P.C. Nguyen; S.E. Kim (2017), An efficient method for optimizing space steel frames with semi-rigid joints using practical advanced analysis and the micro-genetic algorithm.,Journal of Constructional Steel Research, 128, pp.416-427.
  • [11] A.M.B. Martins; L.M.C. Simoes; J.H.J.O. Negrao (2016), Optimum design of concrete cable-stayed bridges with prestressed decks.,International Journal for Computational Methods in Engineering Science and Mechanics, 17(5-6), pp.339-349.
  • [12] 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, pp.288-302.
  • [13] A.M.B. Martins; L.M.C. Simoes; J.H.J.O. Negrao (2015), Optimum design of concrete cable-stayed bridges.,Engineering Optimization, 48(5), pp.772-791.
  • [14] S.E. Kim (2021), Optimal design of longitudinal stiffeners of unsymmetric plate girders subjected to pure bending.,Ocean Engineering, 221, DOI: 10.1016/j.oceaneng.2020.108374.
  • [15] V.H. Truong; G. Papazafeiropoulos; V.T. Pham; Q.V. Vu (2019), Effect of multiple longitudinal stiffeners on ultimate strength of steel plate girders.,Structures, 22, pp.366-382.
  • [16] T.V. Hùng (2021), Thiết kế tối ưu dầm thép tổ hợp chữ I trong kết cấu cầu liên hợp nhịp đơn giản theo TCVN 11823:2017.,Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, 15(3V), tr.55-68.
  • [17] S. Hendawi; D.M. Frangopol (1994), Design of composite hybrid plate girder bridges based on reliability and optimization.,Structural Safety, 15(1-2), pp.149-165.
  • [18] R.L. Pedro; J. Demarche; L.F.F. Miguel; R.H. Lopez (2017), An efficient approach for the optimization of simply supported steel-concrete composite I-girder bridges.,Advances in Engineering Software, 112, pp.31-45.