■  چکیده ای پیرامون نرم افزار Design Optimizer- بخش اول بخش عمران

چکیده ای پیرامون نرم افزار Design Optimizer

همیشه داشتن یک نرم افزار هوشمند که بتواند در طراحی سازه‌ها یاور و مشاور طراحان سازه باشد یک آروزی دور از دسترس می‌نمود و واقعاً جای خالی چنین نرم افزاری در دفاتر و آتلیه‌های طراحی سازه احساس می‌گردید، سرانجام گام‌های موثر و درخوری توسط گروه نرم افزاری سازه در این جهت بر داشته شد، که شرح این فعالیت‌ها در سری مقالاتی خواهد آمد.



Design Optimizer

به طور خلاصه، مهندس طراح سازه می‌تواندپس از ترسیم هندسه سازه در نرم‌افزار SAP2000 و اعمال بارگذاری ثقلی، بقیه تعریفات و تحلیل و طراحی سازه مورد نظر خود را به این برنامه بسپارد و طرحی بهینه که در آن موارد آئین نامه‌ای همچون، تغییر مکان نسبی طبقات، پیچش طبقات و طراحی المان ها کنترل شده است را چه به صورت استاتیکی و چه به صورت دینامیکی دریافت نماید. این نرم‌افزار یکی از اولین محصولاتی است که به عنوانCSI Developer Network Solutions یا CSIDN در کنار نرم‌افزار SAP2000 قرار گرفته است.

بعضی ازویژگی‌های این نرم‌افزار عبارتند از:



مرحله تعریفات اولیه

• قابلیت تبدیل فایل  e2k  به s2k برای نرم‌افزار SAP2000

• امکان استفاده از بانک مصالح و بانک مقاطع در تیرها و ستون ها (مربعی، مستطیلی، دایروی) جهت تسریع در امر مدلسازی

• امکان تیپ‌بندی برای طراحی تیرها و ستون‌ها

• امکان چندکاربری بارهای زنده

• امکان اعمال ضرائب زلزله توسط کاربر یا انتخاب تصحیح استاتیکی

• اعمال تحلیل‌های مرتبه دوم

• تولید نمودارهای طیفی (Spectrum Function)

• رابط کاربری دوست‌داشتنی (User Friendly) هماهنگ با SAP2000


مرحله تحلیل و طراحی و بهینه‌سازی

• امکان استفاده از روشهای مختلف تحلیل (استاتیکی منظم، استاتیکی نامنظم با جریمه 30%، دینامیکی منظم(طیفی)، دینامیکی نامنظم با جریمه 30%، دینامیکی نامنظم طیفی (روش زاویه‌ای)(امکان استفاده از تحلیل دینامیکی به زودی اضافه خواهد شد)

• تصحیح اتوماتیک دریفت سازه، Aj و نامنظمی های پیچشی در پلان با متدلوژی منحصر بفرد

• اعمال نیروی شلاقی به روش UBC94 در صورت لزوم

• طراحی بهینه قطعات به روشی هوشمند به طوریکه در نهایت نسبت تنش اعضا نزدیک مقدار مطلوب کاربر(مثلا یک) خواهد بود  

• تصحیح برش پایه دینامیکی به صورت اتوماتیک

• تشخیص جهت های اصلی سازه در روش دینامیکی نا منظم طیفی (روش زاویه ای)
• رعایت قیود مقاومتی و شکل پذیری

• اعمال قید هماهنگی تعداد و اندازه میلگردهای طولی در ستون‌های متوالی

نتایج و خروجی‌ها

• قابلیت گرفتن گزارش و ذخیره نتایج در پایان عملیات (دریفت، Aj، پریود طبیعی، احجام و اوزان و بهای بتن و فولاد مصرفی تمام شده اسکلت سازه)

• تهیه دو فایل 100% و 25% برای سازه های دارای دیوار برشی

• ذخیره فایلی جهت کنترل دریفت در کنار فایل اصلی

• تولید فایل با فرمت e2k برای انتقال به نرم افزار ETABS




در ادامه بر آن خواهیم بود که فلسفه ایجاد نرم افزار Design Optimizer و چرایی خلق آن را به اختصار بیان نماییم:




فهرست مطالب :

1- مقدمه

2- آشنایی با زیر ساخت‌های فلسفی مسئله

3- شرایط یک نرم افزار محاسب خوب

4- چرایی استفاده از نرم‌افزار SAP2000 در ساخت Design Optimizer

5- تعریف Design Optimizer

6- لزوم ارائه Design Optimizer

7- نرم افزار Design Optimizer چه کارهایی را می‌تواند برای یک مهندس انجام دهد؟

8- امکانات Design Optimizer در سه بخش تعاریف، تحلیل و طراحی، و نتایج (خروجی‌ها)

9- کارهایی که در آینده در دستور کار قرار دارند

10 – چه عواملی استفاده از این نرم افزاررا برای محاسبین سازه توجیه می‌کند؟



1- مقدمه:

امروزه امر طراحی سازه‌ها نیز در بستری از تطور و تحول و رقابت لحظه به لحظه و روز افزون نرم افزارهای تحلیل و طراحی قرار گرفته، این ابزارها ضمن تسهیل امور طراحی، مهندسین را مجهز به ابزارهای متنوعی نموده‌اند؛ لیکن همیشه داشتن ابزارهای متفاوت تصمیم سازی را راحت‌تر و کارا تر نمی‌کند. به غیر از این نکته، دقایق دیگری نیز در میان است که امر تصمیم گیری را مشکل می‌نماید. برای نمونه مثال‌های ذیل موید این ادعا می‌باشند:

- برای اکثر جنبه های طراحی جواب‌های متعدد و متنوع و اجرایی وجود دارد، به عنوان مثال طراحی یک تیر با لنگر و برش معلوم دارای بینهایت طرح قابل قبول می‌باشد و یا با یک دبی مشخص می‌توان تعداد بسیار زیادی کانال طراحی نمود که همگی جواب‌های مناسب و ارضا کننده ای برای قیود طراحی‌اند، لیکن لزوماً این طرح‌ها مطلوب‌ترین و اقتصادی‌ترین گزینه‌ها نمی‌باشند.

- اکثر طرح‌ها به پشتوانه یک (حدس) تجربی (Initial Guess) که توسط طراح زده می‌شود و بارها تغییر در ابعاد و اندازه پارامترهای دخیل در مسئله منجر به یک طرح می‌گردد. این روند لزوماً به یک پاسخ بهینه نمی انجامد، در ضمن معلوم نیست از جای خوبی از فضای مسئله نیز شروع به عملیات سعی و خطا شده باشد. ضمناً درک کردن رفتار سازه‌ها با بزرگ شدن ابعاد آن‌ها مشکل‌تر خواهد شد، ولی برای نرم افزاری مانند Design Optimizer که با پارامترهایی روشن به تصمیم گیری می‌پردازد، تفاوتی مابین سازه‌ها نمی‌باشد.

- برای بسیاری از مسائل طراحی نیز روش‌های مشخص و سرراستی جهت طی فرایند بهینه سازی وجود ندارد، به علاوه طبیعت و تعداد پارامترهای دخیل در رفتار پدیده نیز از اهمیت زیادی برخوردارند. مثلاً در مورد طراحی یک سازه چند دهانه- چند طبقه تعداد پارامترهای موثر گاه به چندین هزار می‌رسد و بدتر اینکه هر تغییر در یکی از ابعاد سازه تأثیری بر تمامی درجات آزادی سازه می‌گذارند (به خصوص در قاب‌هایی که دارای سیستم قاب خمشی می‌باشند). مسئله دیگری که در این گونه نرم افزارها تأثیر گذار است تعداد زیاد قیود اجرایی و آیین نامه ای است که بر تکلف حل این مسائل افزوده است.

برای عبور از این مسایل عمدتاً در علوم مهندسی مهندسین دست به دامان نرم افزارها و سیستم‌های خبره و یا سیستم‌های تصمیم ساز می‌گردند. به این جهت گروه نرم افزاری سازه با طراحی یک نرم افزار تصمیم ساز طراحی سازه های بتن‌آرمه گامی در جهت پاسخ گویی به این نیاز طراحان بر داشته است.


2- آشنایی با زیر ساخت‌های فلسفی مسئله:

دیاگرام مهندسی یک پدیده :

همان طور که قابل مشاهده است آخرین حلقه از فرآیند مهندسی یک پدیده بخش بهینه سازی طرح می‌باشد. با توجه به قابلیت و قدرت روش‌های هوش مصنوعی که در این حوزه و دیگر زمینه های علوم بشری کارایی خود را به اثبات رسانده‌اند، نرم افزار design optimizer پی ریزی شد. پس از مطالعات فراوان و امکان سنجی و بررسی کارایی الگوریتم‌های مختلف جهت نیل به این هدف سرانجام کد نویسی این نرم‌افزار شروع گردید. در روند این کار گروه برنامه‌نویسی تقویت گردید و بالاخره در نمایشگاه صنایع ساختمانی در مرداد ماه سال 1390 نسخه اولیه و آزمایشی این نرم افزار وارد بازار شد که با استقبال شایان توجه مهندسین عرصه طراحی سازه روبرو گردید.


3- شرایط یک نرم افزار خوب محاسب :

به اعتقاد بسیاری از طراحان یک نرم افزار خوب طراحی سازه بایستی بتواند در این نکات یاور مهندس محاسب باشد:

1-3- طرح بهینه (اقتصادی)

2-3- دارا بودن امکان توزیع سختی مناسب بین قاب‌ها و دیوارها

3-3- رعایت قیود طراحی و تغییر مکانی مندرج در آیین نامه های سرزمینی

4-3- ایجاد یک فرم مناسب (منظمی و خوش رفتاری سازه)

5-3- امکان تیپ بندی (تیپیک بودن مقاطع و مدولار نمودن طرح)

6-3- اجرایی بودن طرح

7-3- تولید گزارشات خوب و قابل استناد

8-3- ایجاد طرحی با حداقل ابعاد و سازگار با معماری

9-3- دارا بودن بانک‌های اطلاعاتی مناسب و کامل

10-3- وفا دار بودن به اصول بنیادین طراحی چون (فلسفه تیر ضعیف- ستون قوی، پرهیز از ترد شکنی در مقاطع و... )

11-3- اتوماتیک بودن

12-3- نداشتن تنظیمات تو در تو

13-3- سریع و دقیق و قابل اعتماد بودن

14-3- User Friendly بودن

15-3- ارتباط با سایر نرم افزارها

16-3- بومی بودن و هماهنگ با نیاز کاربران

نرم افزار Design Optimizer بر مبنای این خواسته‌ها شکل گرفته و سعی در رفع این احتیاجات دارد.



ادامه دارد...


...........................................................................................................................

پی نوشت:

فایل نمونه کار شده با Design Optimizer با نتایج بهینه را از اینجا دانلود کنید (فایل sample فایل اصلی، فایل sample_Drift مربوط به چک کردن دریفت سازه و فایل sample_period مربوط به محاسبه پریود طبیعی سازه می باشد. برای اجرای فایل‌ها به نرم‌افزار SAP2000 ورژن 14.2.4 نیاز است)



برای اطلاع از نحوه تهیه نرم‌افزار به این صفحه مراجعه کنید