Optimum design of reinforced concrete buildings

Abstract

In the present study, the influence of large eccentricity of the centers of stiffness and strength relative to the center of mass for the seismic response of buildings are investigated. The optimal design of various formulations evaluated for minimum torsional response at three hazard levels and to the total life cycle costs. It was verified for multi-storey buildings with irregularity in plan that the rigidity center eccentricity is important mainly when the structural system behaves linearly, while for nonlinear behavior the strength’s center eccentricity becomes more important. An evolutionary optimization algorithm to solve optimization problems has been used. The contribution and the main conclusions are: a) Developing an optimal design methodology for general three-dimensional buildings with topology and size variables. b) Software development of the optimal design methodology including regulations and nonlinear dynamic analysis with objective functions of the individual criteria torsional behavior. and c) designs based on ROT (proposed in the present study) gives better results in general building both in the elastic and inelastic stage in the assessment of deformations and torsional moments at base.

Στην παρούσα διατριβή, αξιολογήθηκε η επιρροή των μεγάλων εκκεντροτήτων των κέντρων ακαμψίας και αντοχής σε σχέση με το κέντρο μάζας όσον αφορά τη σεισμική απόκριση των κτηρίων. Οι διάφορες διατυπώσεις βέλτιστου σχεδιασμού αξιολογούνται ως προς την ελάχιστη στρεπτική απόκριση σε τρία επίπεδα επικινδυνότητας και ως προς το συνολικό κόστος κύκλου της ζωής. Έχει εφαρμοστεί ένας εξελικτικός αλγόριθμος βελτιστοποίησης για τη λύση των προβλημάτων βελτιστοποίησης. Η συμβολή καθώς και τα κύρια συμπεράσματα είναι: α) Ανάπτυξη μεθοδολογίας βέλτιστου σχεδιασμού γενικών τριδιάστατων κτηρίων με μεταβλητές τοπολογίας και μεγέθους. β) Ανάπτυξη λογισμικού εφαρμογής της μεθοδολογίας βέλτιστου σχεδιασμού συμπεριλαμβανομένων των κανονισμών και μη γραμμικής δυναμικής ανάλυσης με αντικειμενικές συναρτήσεις τα επιμέρους κριτήρια στρεπτικής συμπεριφοράς. και γ) Οι σχεδιασμοί με βάση το ROT (που προτείνεται μέσα από την παρούσα διατριβή), δίνουν καλύτερα αποτελέσματα σε γενικούς κτηριακούς φορείς τόσο στην ελαστική όσο και στην ανελαστική περιοχή με αξιολόγηση παραμορφώσεων και στρεπτικών ροπών βάσης κατά Chopra.