Weight and topology optimization of outrigger-braced tall steel structures subjected to the wind loading using GA

Nouri, Farshid; Ashtari, Payam

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자료유형: 학술저널

저자정보: Nouri, Farshid (Department of Civil Engineering, University of Zanjan) Ashtari, Payam (Department of Civil Engineering, University of Zanjan)

저널정보: 테크노프레스 Wind & structures Wind & structures 제20권 제4호

발행연도: 2015.1

수록면: 489 - 508 (20page)

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In this paper, a novel methodology is proposed to obtain optimum location of outriggers. The method utilizes genetic algorithm (GA) for shape and size optimization of outrigger-braced tall structures. In spite of previous studies (simplified methods), current study is based on exact modeling of the structure in a computer program developed on Matlab in conjunction with OpenSees. In addition to that, exact wind loading distribution is calculated in accordance with ASCE 7-10. This is novel since in previous studies wind loading distributions were assumed to be uniform or triangular. Also, a new penalty coefficient is proposed which is suitable for optimization of tall buildings. Newly proposed penalty coefficient improves the performance of GA and results in a faster convergence. Optimum location and number of outriggers is investigated. Also, contribution of factors like central core and outrigger rigidity is assessed by analyzing several design examples. According to the results of analysis, exact wind load distribution and modeling of all structural elements, yields optimum designs which are in contrast of simplified methods results. For taller frames significant increase of wind pressure changes the optimum location of outriggers obtained by simplified methods. Ratio of optimum location to the height of the structure for minimizing weight and satisfying serviceability constraints is not a fixed value. Ratio highly depends on height of the structure, core and outriggers stiffness and lateral wind loading distribution.

#tall buildings #optimization #outrigger-braced structures #exact wind loading #optimum design

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이 논문의 저자 정보

Nouri, Farshid

소속기관 Department of Civil Engineering, University of Zanjan

주요연구분야 공학 > 전기전자공학 > 전기공학

논문수 1 이용수 1

Ashtari, Payam

소속기관 Department of Civil Engineering, University of Zanjan

주요연구분야 공학 > 전기전자공학 > 전기공학 공학 > 건축공학 > 토목공학

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