Optimalizace návrhu výztuže betonového průřezu

Abstract

Předmětem bakalářské práce je optimalizace návrhových proměnných železobetonového průřezu, především jeho vyztužení. Pro řešení této úlohy, bylo nejdříve zapotřebí zpracovat rešeršní část, která pojednává o různých metodách a přístupech pro řešení daného problému. Do rešeršní části dále patří zpracování a vyhodnocení úloh řešených jinými autory v dostupné literatuře. Pro úlohu optimalizace, je v dalších částech zpracována jak obecná formulace, tak i podrobná formulace dílčích částí daného procesu optimalizace prvku železobetonové konstrukce. Jako příklad optimalizace, byl zvolen prostý nosník, který je namáhán ohybovým momentem a normálovou sílou v jednom zatěžovacím stavu, kde se bude dále příklad rozdělovat dle formulace jak účelové funkce, tak i hledaného vektoru neznámých parametrů(proměnné) definujících přesný tvar a vlastnosti železobetonového průřezu. Příklady budou následně testovány s ohledem na rychlost konvergence a míru odchylky mezi nejlepšími nalezenými řešeními pro každý použitý optimalizační algoritmus. Na závěr bude porovnání a vyhodnocení řešení dané úlohy, a také shrnutí celé bakalářské práce s odkazem na další možné směřování v úlohách optimalizace zaměřených na železobetonové konstrukce. V přílohách bude uvedené řešení vybraných příkladů.

The subject of this thesis is the optimization of design variables of reinforced concrete cross-section, especially its reinforcement. To solve this problem, it was first necessary to elaborate a search section that discusses various methods and approaches for solving the problem. The research part also includes processing and evaluation of tasks solved by other authors in available literature. For the optimization task, in the following parts both the general formulation and the detailed formulation of the partial parts of the concrete reinforcement structure optimization process are processed. As an example of optimization, a simple beam is chosen, which is subjected to bending moment and normal force one load case, where the example will be divided according to the formulation of both the function and the vector of unknown parameters (variables) defining the exact shape and properties of the reinforced concrete section. The examples will then be tested with regard to the speed of convergence and the degree of deviation between the best solutions found for each optimization algorithm used. At the end there will be a comparison and evaluation of the solution of the given task, as well as a summary of the whole bachelor thesis with reference to another possible direction in the optimization problems focused on reinforced concrete structures. In the appendices there will be a solution of selected examples.