| بهینه‌سازی چندهدفه سازه‌ای و زیست‌محیطی فونداسیون سازه‌های آب و فاضلاب با الگوریتم غزال کوهی ارتقایافته (KMGO) و ارزیابی ریسک مونت‌کارلو |
| کد مقاله : 1460-IWWA |
| نویسندگان |
|
عارف عزیزیان * مدرس مدعو دانشگاه آزاد اسلامی |
| چکیده مقاله |
| فونداسیون سازه‌های آب و فاضلاب شامل مخازن ذخیره، حوضچه‌های تصفیه و استخرهای برانی، به‌دلیل مواجهه هم‌زمان با بارگذاری سازه‌ای، تغییرات رطوبتی بستر و ملاحظات زیست‌محیطی، نیازمند رویکرد طراحی است که مصالح، هزینه و اثرات زیست‌محیطی را به‌صورت توأمان بهینه کند. در پژوهش حاضر، یک چارچوب بهینه‌سازی چندهدفه برای طراحی فونداسیون سطحی و شمعی سازه‌های آب و فاضلاب ارائه شده است که در آن هزینه مصالح، نشست تفاضلی و ردپای کربن (معادل دی‌اکسیدکربن ناشی از مصرف بتن و فولاد) به‌عنوان توابع هدف و قیود آیین‌نامه‌ای نشست، ظرفیت باربری و ایمنی شناوری لحاظ شده‌اند. برای حل مسئله از الگوریتم غزال کوهی ارتقایافته (Kepler-Modified Mountain Gazelle Optimizer; KMGO) استفاده شد که در آن سازوکار حرکت کپلری برای تقویت اکتشاف و راهبرد انتخاب جست‌وجوی تطبیقی برای بهبود استخراج، به الگوریتم اصلی افزوده شده است. عملکرد KMGO روی چهار تابع آزمون استاندارد و در مقابل پنج الگوریتم فراابتکاری شناخته‌شده سنجیده شد؛ نتایج نشان داد KMGO با میانگین خطای نسبی 8/0 درصد و انحراف معیار 0032/0، بهترین معیارهای آماری را در 60 اجرای مستقل داراست. سپس دو طرح بهینه، یکی با کمینه‌سازی هزینه و دیگری با کمینه‌سازی اثرات زیست‌محیطی، با شبیه‌سازی مونت‌کارلو (10,000 نمونه) از نظر ریسک قیود ارزیابی شدند. طرح زیست‌محیطی با حدود 5/6 درصد هزینه بیشتر، احتمال نقض قیود را از 8/2 به 1/1 درصد کاهش داد و ردپای کربن را 22 درصد کم کرد. نتایج، چارچوب پیشنهادی را به‌عنوان ابزاری کارآمد برای طراحی پایدار فونداسیون سازه‌های آبی معرفی می‌کند. |
| کلیدواژه ها |
| بهینه‌سازی چندهدفه، فونداسیون سازه‌های آب و فاضلاب، الگوریتم غزال کوهی، ارزیابی ریسک مونت‌کارلو، ردپای کربن، طراحی پایدار |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارسال فایل های ارائه پوستر |
