Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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2000.10a
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pp.440-447
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2000
In order to evaluate the cost effectiveness of seismic isolation for bridges in low and moderate seismic region, a method of calculation minimum life-cycle cost of seismic-isolated bridges under specific acceleration level and soil condition is developed. Input ground motion is modeled as spectral density function compatible with response spectrum for combination of acceleration coefficient and site coefficient. Failure probability is calculated by spectrum analysis based on random vibration theories to simplify repetitive calculations in the minimization procedure. Ductility of piers and its effects on cost effectiveness are considered by stochastic linearization method. Cost function and cost effectiveness index are defined by taking into consideration the characteristics of seismic isolated bridges. Limit states for calculation of failure probability are defined on superstructure, isolator and pier, respectively. The results of example design and analysis show that seismic isolation is more cost-effective in low and moderate seismic region than in high seismic region.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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1997.10a
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pp.171-178
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1997
This paper describes the application of discretized continuum-type optimality criteria (DCOC) for the multispan partially prestressed concrete beams. The cost of construction as objective function which includes the costs of concrete, prestressing steel, non-prestressing steel and formwork is minimized. The design constraints include limits on the maximum deflection, flexural and shear strengths, in addition to ductility requirements, and upper and lower bounds on design variables as stipulated by the design code. Based on Kuhn-Tucker necessary conditions, the optimality criteria are explicitly derived in terms of the design variables-effective depth, eccentricity of prestressing steel and non-prestressing steel ratio. The prestressing profile is prescribed by parabolic functions. The self-weight of the structure is included in the equilibrium equation of the real system, as is the secondary effect resulting from the prestressing force. Two numerical examples of multispan PPC beams with rectangular cross-section are solved to show the applicability and efficiency fo the DCOC-based technique.
Genetic algorithm is well known as the efficient algorithm which can solve a difficult problem. Network design considering reliability is NP-hard problem with cost, distance, and volume. Therefore genetic algorithm is considered as a good method for this problem. This paper suggests the reliable network which can be constructed with minimum cost using genetic algorithm and the rank method based on reliability for improving the performance. This method shows more excellent than existing method and confirms the result through simulation.
This paper describes what an operational change detection tool requires and the software which was designed and developed according to the requirements. The top requirement for the application of the software to operational change detection was identified: minimization of false detections, missing detections and operational cost. In order to meet such a requirement, the software was designed with the concept that the ultimate decision and isolation of changes must be performed manually by visual interpretation and all automatic algorithms and/or visualization techniques must be defined as support functions. In addition, the modular structure of the proposed software enables the addition of a new support function with the minimum development cost and minimum change of the operational environment.
Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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v.39
no.2
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pp.9-18
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1997
Abstract This paper presents a heuristic method for optimal design of water distribution system with multiple sources and potential links. In multiple source pipe network, supply rate at each source node affects the total cost of the system because supply rates are not uniquely determined. The Linear Minimum Cost Flow (LMCF) model may be used to a large scale pipe network with multiple sources to determine supply rate at each source node. In this study the heuristic method based on the LMCF is suggested to determine supply rate at each source node and then to optimize the given layout. The heuristic method in turn perturbs links in the longest path of the network to obtain the supply rates which make the optimal design of the pipe network. Once the best tree network is obtained, the frequency count of reconnecting links by considering link failure is in turn applied to form loop to enhance the reliability of the best tree network. A sample pipe network is employed to test the proposed method. The results show that the proposed method can yield a lower cost design than the LMCF alone and that the proposed method can be efficiently used to design irrigation systems or rural water distribution systems.
This study conducts an optimization and sensitivity analysis on rectangular reinforced concrete (RC) beam using Lagrangian Multiplier Method (LMM) as programming optimization computer soft ware. The analysis is conducted to obtain the minimum design cost for both singly and doubly RC beams according to the specifications of three regulations of American concrete institute (ACI), British regulation (BS), and Iranian concrete regulation (ICS). Moreover, a sensitivity analysis on cost is performed with respect to the effective parameters such as length, width, and depth of beam, and area of reinforcement. Accordingly, various curves are developed to be feasibly utilized in design of RC beams. Numerical examples are also represented to better illustrate the design steps. The results indicate that instead of complex optimization relationships, the LMM can be used to minimize the cost of singly and doubly reinforced beams with different boundary conditions. The results of the sensitivity analysis on LMM indicate that each regulation can provide the most optimal values at specific situations. Therefore, using the graphs proposed for different design conditions can effectively help the designer (without necessity of primary optimization knowledge) choose the best regulation and values of design parameters.
The output storage capacitor of the PFC converters is commonly designed for the selected hold-up time or the allowed output ripple voltage percentage. Nevertheless, this output capacitor is a main contribution factor to the PFC system stability. Moreover, seeking for a minimum output storage capacitor that assures the PFC desired operation under all condition, and providing the advantage of a small size and low cost is the main interesting target for engineering. Therefore, in this issue the design steps of the PFC converter have been discussed depending on three choices, output ripple, hold-up time, and stability. It is cleared that any design must take the minimum required storage capacitor for stability prospective as step-l in deign, then apply for any other specification like hold-up time or ripple percentage.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2000.04b
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pp.379-388
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2000
This paper describes the application of discretized continuum-type optimality criteria (DCOC) for design of the reinforced concrete T-beams. The cost of construction as objective function which includes the costs of concrete, reinforced steel and formwork is minimized. The design constraints include limits on the maximum deflection in a given span on bending and shear strengths and optimality criteria is given based on the well blown Kuhn-Tucker necessary conditions, followed by an iterative procedure for designs when the design variables are the depth and the steel ratio. The versatility of the DCOC technique has been demonstrated by considering numerical examples which have one and five span RC T-beams.
In this paper, we propose a new heuristic design algorithm for the virtual path (VP)-based ATM network with multiple traffic classes, in which QoS constraints associated with traffic class are taken into account. The minimum bandwidth of VP required to carry given amount of traffic is obtained by utilizing an equivalent bandwidth concept, and the route of each VP is placed so that the network cost is minimized while the QoS requirement is fulfilled To evaluate our design algorithm, we consider two kinds of traffic: voice traffic as low speed service and still picture traffic as high speed service. Through numerical examples, we demonstrate that our design method can achieve an efficient use of network resources, which results in providing a cost-effective VP-based ATM network.
In this paper, a procedure for automated optimized design of reinforced concrete frames has been presented. The procedure consists of formulation and solution of the design problem in the form of an optimization problem. The minimization of total cost of R/C frame has been taken as the objective of optimization problem. In this research, consistent approximation method is applied to explicitly formulate constraints and objective function in terms of the design variables. In the presented method, the primary optimization problem is replaced with a sequence of explicit sub-problems. Each sub-problem is efficiently solved using the Sequential Quadratic Programming (SQP) method. The proposed method is demonstrated through a four-story frame and an eight-story frame, and the optimum results are compared with those in the available literature. It is shown that the proposed method can be easily applied to obtain rational, reliable, economical and practical designs for Reinforced Concrete Moment Resisting Frames (RCMRFs) while it is converged after a few analyses.
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