التصميم الأمثل لمقطع C نظامي في جائز رقيق الجدران وملفوف على البارد معرض للعزم الصافي باستخدام الخوارزمية الجينية

الملخص

يتمتع الفولاذ المسحوب على البارد بمزايا عديدة مقارنة بغيره من مواد البناء. حيث أن العناصر المشكلة من هذا النوع خفيفة الوزن ويقل وزنها بنسبة 30-35% عن مثيلاتها المصنوعة من الخشب. مما يجعلها اقتصادية وسهلة التركيب والتثبيت، كما ويمكن أن نشكل منها بالطي على البارد أي مقطع عرضي مفتوح تقريباً. مما يؤدي إلى تنوع كبير في أشكالها وأبعادها، وهذا يجعل مهمة المهندس المصمم في اختيار المقطع أمراً صعباً. الأمر الذي يتطلب استخدام تقنيات الأمثلة للعثور على الأشكال المثلى للمقاطع العرضية للعناصر الإنشائية. يهدف البحث إلى إظهار قدرة الخوارزمية الجينية في تحديد الأبعاد المثلى لمقطع C نظامي في جائز رقيق الجدران وملفوف على البارد، ومن أجل تنفيذ ذلك تم صياغة مسألة الأمثلة بعد إضافة القيود التصنيعية التي تعكس عمليات طي المقطع غير المتناظر إلى القيود الجيومترية والقيود الإنشائية الخاصة بالمقطع. توصل البحث إلى أن الخوارزمية الجينية هي أداة فعالة في إيجاد الحل الأمثل لهذه المسألة، كما أظهرت قدرتها في التعامل مع المقطع غير المتناظر من خلال توصلها إلى حلول تتفق مع المبادئ الأساسية لميكانيك المواد. كما أن الخوارزمية قابلة للتعديل بحيث يمكن إدخال قيود تصميمية متوافقة مع أية كودات أو أية متطلبات تصنيعية تفرضها تقنيات التشكيل. Cold formed steel (CFS) has many advantages over other construction materials. CFS members are lightweight. They weigh up to 30-35% less than their wood counterparts.. This makes CFS members economical and the same time very easy to erect and install. They may be shaped (cold-bent) to nearly any open cross section. This allows for the use of optimization technique’s to find optimal shapes for the members’ cross sections. The research aims to show the genetic algorithm's ability in determining the optimum dimensions cold formed C section. To do so, the optimum design mathematical formulation was formulated by adding the manufacturing constraints that reflect the section folding operations in addition the geometrical and structural constraints. The research found that the genetic algorithm is effective tool in finding the best solution to this issue, as it showed its ability to deal with asymmetric section through reaching solutions conform to the basic principles of mechanics of material. The algorithm is adjustable, so that it can implement the design restrictions which are compatible with any codes or any manufacturing requirements imposed by modulation techniques.