Επικαιροποίηση υπολογιστικών εργαλείων για την αποτίμηση της αντοχής σύμμικτων μελών σύμφωνα με τον EC4 - Βελτιστοποίηση με χρήση αλγορίθμων σμήνους σωματιδίων

Abstract

Η πτυχιακή εργασία "Επικαιροποίηση Υπολογιστικών Εργαλείων για την αποτίμηση αντοχής σύμμικτων μελών σύμφωνα με τον EC4 – Βελτιστοποίηση με χρήση αλγορίθμου Σμήνους Σωματιδίων" εκπονήθηκε από τις φοιτήτριες Καβαλλιεράτου Αγγιολίνα και Φάκα Χαρά στα πλαίσια της περάτωσης των σπουδών τους στο τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. του Α.Τ.Ε.Ι Πειραιά και επιβλέφθηκε από τον Δρα Πολιτικό Μηχανικό κ. Αριστοτέλη Χαραλαμπάκη. Είναι σημαντικό να αναφερθεί πως το παρόν έντυπο αποτελεί εξέλιξη της πτυχιακής εργασίας που εκπονήθηκε από τον πρώην σπουδαστή Κωνσταντίνο Κομποτό με θέμα "Βέλτιστος Σχεδιασμός Σύμμικτων μελών με χρήση Μεθευρετικών Αλγορίθμων." Τα υπολογιστικά φύλλα αυτής της εργασίας χρησιμοποιήθηκαν και τροποποιήθηκαν για την παρούσα, σύμφωνα με τα πρότυπα του EC4 και το πρόβλημα βελτιστοποιήθηκε με τη χρήση διαφορετικού αλγόριθμου. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η αποτίμηση της αντοχής σύμμικτων μελών σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα EC4, καθώς και ο βέλτιστος σχεδιασμός τους. Συγκεκριμένα, εξετάζεται η συμπεριφορά σύμμικτων δοκών υπό την επιβολή των εκάστοτε φορτίων μιας οποιασδήποτε κατασκευής και τα αποτελέσματα αυτής. Αρχικά έγινε γενική μελέτη και συνοπτική αναφορά στις σύμμικτες κατασκευές και ειδικότερα στις σύμμικτες δοκούς, καθώς αποτελούν κύριο αντικείμενο εξέτασης. Στη συνέχεια έγινε η επίλυση των σύμμικτων δοκών για την ασφαλή παραλαβή τους έναντι των καταπονήσεων στις οποίες υποβάλλονται. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν τα υπολογιστικά φύλλα της Microsoft Excel. Εν συνεχεία, έγινε εκτενής μελέτη και κατανόηση των μεθευρετικών αλγορίθμων που στοχεύουν στη βελτιστοποίηση προβλημάτων και ειδικότερα του αλγορίθμου Σμήνους Σωματιδίων PSO), ο οποίος και χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα εργασία. Στα πλαίσια της βελτιστοποίησης χρησιμοποιήθηκε το εξειδικευμένο πρόγραμμα "xlOptimizer" της "TechnoLogismiki". Σε αυτό το σημείο ο αλγόριθμος λειτουργεί συνδυαστικά με τα τροποποιημένα υπολογιστικά φύλλα, προκειμένου να βελτιστοποιηθούν συνολικά τα χαρακτηριστικά της εκάστοτε σύμμικτης δοκού ώστε να μην υπάρξει αστοχία. Τέλος, η εκτενής αυτή μελέτη συνοδεύεται από διάφορα παραδείγματα που επιλύθηκαν με τις προαναφερόμενες μεθόδους, αναδεικνύντας οτι πρόκειται για ιδιαίτερα αξιόπιστα εργαλεία που μπορούν να σταθούν πολύ χρήσιμα κατά την επίλυση σύμμικτων μελών και τη βελτιστοποίηση αυτών.