Abstract
Structural design, like other complex decision problems, involves many trade-offs among competing criteria. Although mathematical programming models are becoming increasingly realistic, they often have design limitations, that is, there are often relevant issues that cannot be easily captured. From the understanding of these limitations, a decision-support system is developed that can generate some useful alternatives as well as a single optimum value in the optimization of steel frame structures. The alternatives produced using this system are "good" with respect to modeled objectives, and yet are "different," and are often better, with respect to interesting objectives not present in the model. In this study, we created a decision-support system for designing the most cost-effective moment-resisting steel frame structures for resisting lateral loads without compromising overall stability. The proposed approach considers the cost of steel products and the cost of connections within the design process. This system makes use of an optimization formulation, which was modified to generate alternatives of optimum value, which is the result of the trade-off between the number of moment connections and total cost. This trade-off was achieved by reducing the number of moment connections and rearranging them, using the combination of analysis based on the LRFD code and optimization scheme based on genetic algorithms. To evaluate the usefulness of this system, the alternatives were examined with respect to various design aspects.
다른 복잡한 의사 결정 문제와 같이 구조설계는 많은 다른 기준들 사이의 상반관계에서 이루어지는 의사 결정 문제이다 . 다양하게수학적으로 프로그래밍 된 설계 기법이 점차 현실적인 요소를 감안하여 현실화되고 있으나 여전히 많은 설계의 제한, 즉 수학적으로 모델화 되지 못하는 많은 설계요소들과 관련되어 있다. 본 연구는 이러한 제한을 인식하고 강 프레임 구조물의 최적 설계에 관하여 다루어 지지 않은 설계요소를 감안하여 실무 설계자들에게 하나의 유일한 설계해가 아닌 다른 몇 가지 유용한 설계 대안을 제시할 수 있는 설 계 시스템을 개발 하였다. 본 연구의 알고리즘에 의해 얻어진 설계 대안들은 모델화된 목적함수에 관해 최적의 해는 아니지만 매우 적합한 해들이 며, 동시에 유일한 최적해와 비교 시 다른 설계 해로써 때로는 임의 모델화 되지 않은 설계요소에 관해서는 오히려 더 나은 결과를 나타내 줍 중에 효과적으로 저항하도록 보와 기둥이 모멘트 연결된 강 프레임 구조물을 대상으로 안정성에 문제가 없이 경비절감에 효과적인 설계를 위해 재료비뿐만 아니라 가설 시 부재연결에 소요되는 경비를 포함하는 최소 경비 설계를 위한 의사 결정 지원 시스템을 개 발하고자 한다. 본 시스템은 최적 설계해에 대한 설계대안을 생성하기 위한 변형된 최적화 문제형식으로, 이때 최적 설계해는 하중저항계수설계법 에 따른 비선형 해석과정과 유전알고리즘을 바탕으로 한 최적화 알고리즘을 결합한 알고리즘을 반복 수행하여 얻은 모멘트 연결의 수와 총 경비 와의 상반관계로부터 결정된다. 유용성 평가를 위해 생성된 각 설계대안을 다양한 설계요소에 관해 고찰하였다.
