Βέλτιστος προσχεδιασμός σε προβλήματα σύμμικτης γεφυροποιίας

Abstract

Στόχος της πτυχιακής εργασίας είναι η ανάπτυξη του απαραίτητου λογισμικού για την βέλτιστη προδιαστασιολόγηση του καταστρώματος μια σύμμικτης γέφυρας. Η σύλληψη και ο σχεδιασμός γεφυρών αποτελεί κατά ένα μέρος τέχνη και κατά ένα άλλο μέρος συγκερασμός απαιτήσεων υπό το πρίσμα των οικονομικών περιορισμών ενός έργου. Ο σχεδιασμός γεφυρών αποτελεί ένα πολύπλοκο πρόβλημα της σύγχρονης μηχανικής. Η διαδικασία σχεδιασμού, θα πρέπει να λάβει υπόψη μία σειρά παραμέτρων όπως η επιλογή του στατικού συστήματος, τα υλικά, οι διαστάσεις αυτών, ο τύπος της θεμελίωσης κ.λπ. Για την εμπεριστατωμένη μελέτη των θεμάτων αυτών και με στόχο την επίτευξη μίας όσο το δυνατόν βέλτιστης λύσης έχουν αναπτυχθεί διάφορες μεθοδολογίες προ-σχεδιασμού γεφυρών. Στη πτυχιακή αυτή παρουσιάζεται μία μεθοδολογία βέλτιστου προ-σχεδιασμού του καταστρώματος γέφυρας από σύμμικτα υλικά. Ως αντικειμενική συνάρτηση του προβλήματος ορίζεται το συνολικό εκτιμώμενο κόστος του καταστρώματος και κάθε σχεδιασμός θα πρέπει να πληροί τις προϋποθέσεις και τους περιορισμούς των Ευρωκωδίκων. Οι μεταβλητές σχεδιασμού, που με τον ορισμό τους και σε συνδυασμό με άλλες μεταβλητές που δεν επιλέγονται από τον χρήστη αλλά αποτελούν παραμέτρους του προβλήματος, ορίζεται πλήρως ένα πρόβλημα είναι α) ο τύπος της σιδηράς δοκού β) ο τύπος του διατμητικού ήλου γ) το ύψος της πλάκας σκυροδέματος δ) ο τύπος του οπλισμού σκυροδέτησης της πλάκας σκυροδέματος και ε) ο τύπος του χαλυβδόφυλλου. Για την επίλυση του μαθηματικού προβλήματος βελτιστοποίησης χρησιμοποιείται μία πρόσθετη ρουτίνα βελτιστοποίησης η οποία στηρίζεται στους Γεννετικούς Αλγορίθμους σε συνδυασμό με το Microsoft Excel. Αρχικά εξετάζεται η ευρωστία και απόδοση της συγκεκριμένης μεθοδολογίας βελτιστοποίησης ως συνάρτηση των παραμέτρων του Γεννετικού Αλγορίθμου για το πρόβλημα του βέλτιστου προ-σχεδιασμού του καταστρώματος σύμμικτων Γεφυρών. Για το σκοπό αυτό ελέγχθηκαν πλήθος συνδυασμών των παραμέτρων του αλγορίθμου και το σετ των παραμέτρων που παρουσίασε την μεγαλύτερη ευρωστία χρησιμοποιήθηκε στη συνέχεια για την εκτέλεση παραμετρικών μελετών σε συνάρτηση με τις άλλες μεταβλητές του προβλήματος. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στο κεφάλαιο 0 και στα υπολογιστικά φύλλα των παραρτημάτων.