Optimum Design of Geometrically Nonlinear Suspended and Curved Pedestrian Bridges Using Swarm Intelligence Techniques
Linked Agent
Erhan, Semih , Thesis advisor
Date Issued
2023
Language
English
Extent
[1], 10, 89, [48] pages
Place of institution
Sakhir, Bahrain
Thesis Type
Thesis (Master)
Institution
University of Bahrain, College of Engineering, Department of Civil Engineering
English Abstract
Abstract :
This study aims to achieve the optimum design of a curved footbridge hanging by a
curved arch. For this purpose, the design of the I-4 Maitland pedestrian bridge located in the
Florida was considered, and the structural of the footbridge was modeled using SAP2000. Once
it is designed, the structure members are classified into seven groups per their functionality and
modality for carrying the design loads; however, these groups are designated as standard Wsection, hollow structural sections (HSS), cables and pipe sections.
The optimization uses the cross-sectional area of the classified sections as variables due
to their effect on the overall weight of the footbridge structure and their criteria are evaluated
by AASHTO / AISC standards. Three metaheuristic algorithms are used in the optimization
process which are: learning-based optimization teaching algorithm (TLBO), artificial bee
colony algorithm (ABC), and differential evolution algorithm (DE). The MATLAB software
is used for maintaining optimization process, along with API SM toolbox considering it as a
translator between SAP2000 and MATLAB.
The results show that the DE algorithm is best optimizer for the design as the design
weight was reduces up to 27.79% of its initial weight in just 11.59 days, while the ABC
algorithm reaches 33.86% in 21 days and the TLBO algorithm reaches 27.79%. taking 30.5 days.
Arabic Abstract
الملخص :
تهدف هذه الدراسة إلى تحقيق التصميم األمثل لجسر مشاه غير خطي هندسيا. لهذا الغرض ،
تم النظر في تصميم جسر المشاة التابع للطريق ماتالند الذي يقع في والية فلوريدا بالواليات المتحدة
االمريكية، وتم بناء النموذج الهيكلي للجسر باستخدام 2000SAP. بمجرد تصميمها، تم تصنيف
ا لوظائفهم أعضاء الهيكل إلى سبع مجموعات وفق وطريقة حمل أحمال التصميم؛ ولذلك تم تصنيف هذه
المجموعات على أساس اشكال مقاطعهم العرضية وهي: أقسام الهيكلية الحرف )I(، أقسام هيكلية مجوفة
)HSS)، أقسام أنابيب وأقسام الكابالت، بينما أقسام أعضاء القوس تم تصنيفها على أقسام هيكلية مجوفة
ولكن مبنية ا لحجمها الهائل.نظر تعمل عملية التحسين على استخدام مساحة المقطع العرضي لهذه االقسام المصنفة كمتغيرات
وذلك يرجع الى تأثيرهم في الوزن اإلجمالي الخاص بالهيكل العام للجسر ويتم تقييم هذه المتغي ارت طبقا
لمعايير AISC / AASHTO. أُستخدم في عملية تحسين ثالث خوارزميات فوقية الكشف
)metaheuristic )اال وهم: خوارزمية تدريس التحسين القائم على التعلم )TLBO )، خوارزمية مستعمرة
النحل االصطناعية )ABC )، و خوارزمية التطور التفاضلي )DE). لقد تم استخدام برنامج MATLAB
لعملية التحسين، إلى جانب استخدام toolbox SM API كمترجم بين 2000SAP و MATLAB.
أظهرت النتائج أن خوارزمية DE هي األفضل للحصول على التصميم األمثل لجسر المشاه
ً مستغرقا ا أقل و وقت محققا أعلى نسبة التخفيض، حيث تم تخفيض وزن التصميم الى %27.79 من وزن
التصميم األولي له ممضيا 11.59 يوما فقط، بينما خورازمية ABC وصلت الى 33.86% مستهلكا
21 يوما و خوارزمية TLBO وصلت الى %27.79 مستغرقا 30.5 يوما.
تهدف هذه الدراسة إلى تحقيق التصميم األمثل لجسر مشاه غير خطي هندسيا. لهذا الغرض ،
تم النظر في تصميم جسر المشاة التابع للطريق ماتالند الذي يقع في والية فلوريدا بالواليات المتحدة
االمريكية، وتم بناء النموذج الهيكلي للجسر باستخدام 2000SAP. بمجرد تصميمها، تم تصنيف
ا لوظائفهم أعضاء الهيكل إلى سبع مجموعات وفق وطريقة حمل أحمال التصميم؛ ولذلك تم تصنيف هذه
المجموعات على أساس اشكال مقاطعهم العرضية وهي: أقسام الهيكلية الحرف )I(، أقسام هيكلية مجوفة
)HSS)، أقسام أنابيب وأقسام الكابالت، بينما أقسام أعضاء القوس تم تصنيفها على أقسام هيكلية مجوفة
ولكن مبنية ا لحجمها الهائل.نظر تعمل عملية التحسين على استخدام مساحة المقطع العرضي لهذه االقسام المصنفة كمتغيرات
وذلك يرجع الى تأثيرهم في الوزن اإلجمالي الخاص بالهيكل العام للجسر ويتم تقييم هذه المتغي ارت طبقا
لمعايير AISC / AASHTO. أُستخدم في عملية تحسين ثالث خوارزميات فوقية الكشف
)metaheuristic )اال وهم: خوارزمية تدريس التحسين القائم على التعلم )TLBO )، خوارزمية مستعمرة
النحل االصطناعية )ABC )، و خوارزمية التطور التفاضلي )DE). لقد تم استخدام برنامج MATLAB
لعملية التحسين، إلى جانب استخدام toolbox SM API كمترجم بين 2000SAP و MATLAB.
أظهرت النتائج أن خوارزمية DE هي األفضل للحصول على التصميم األمثل لجسر المشاه
ً مستغرقا ا أقل و وقت محققا أعلى نسبة التخفيض، حيث تم تخفيض وزن التصميم الى %27.79 من وزن
التصميم األولي له ممضيا 11.59 يوما فقط، بينما خورازمية ABC وصلت الى 33.86% مستهلكا
21 يوما و خوارزمية TLBO وصلت الى %27.79 مستغرقا 30.5 يوما.
Note
Titel on cover :
التصميم األمثل لجسور المشاه المعلقة منحنية الشكل و الغير خطية هندسيا باستخدام تقنيات ذكاء السرب
التصميم األمثل لجسور المشاه المعلقة منحنية الشكل و الغير خطية هندسيا باستخدام تقنيات ذكاء السرب
Member of
Identifier
https://digitalrepository.uob.edu.bh/id/e5675ee8-f913-4197-a38d-7800b0a29411