Đưa kết cấu sản liên hợp sử dụng dâm Deltabeam phổ biển hơn ở Việt nam; 3, Thiết kế tối ưu hệ đầm sản một ô Sản, Mục tiêu số Ï; tác giả chỉ giới thiệu sơ sài yé dim Del tabeam, tác giả c
Trang 1=IE=]E=IE5IE5IE=IE
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HOC SU’ PHAM KY THUAT THANH PHO HO CHi MINH 43) LUAN VAN THAC Si VO VAN QUANG TOI UU HOA KET CAU LIEN HOP SU’ DUNG HE DAM COMBEAM
NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH
DÂN DỤNG & CƠNG NGHIỆP - 60580208
Trang 2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRUONG DAI HOC SU PHAM KY THUAT
THANH PHO HO CHi MINH
LUAN VAN THAC Si
VO VAN QUANG
TOI UU HOA KET CAU LIEN HOP SU DUNG
HE DAM COMBEAM
NGANH: KY THUAT XAY DUNG CONG TRINH DAN DUNG & CONG NGHIEP - 60580208
Trang 3BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRUONG DAI HOC SU PHAM KY THUAT
THANH PHO HO CHi MINH
LUAN VAN THAC Si
VO VAN QUANG
TOI UU HOA KET CAU LIEN HOP SU DUNG
HE DAM COMBEAM
NGANH: KY THUAT XAY DUNG CONG TRINH DAN DUNG & CONG NGHIEP - 60580208
Hướng dẫn khoa học:
TS LÊ ANH THẮNG
Trang 4BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNGĐẠIHỌCSƯPHẠMKỸ THUẬT Độc lập - Tự do - Hạnh phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Số: 4053 /QĐ-ĐHSPKT Tp Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 5 năm 2019 QUYẾT ĐỊNH
Về việc thay đổi tên đề tài luận văn tốt nghiệp thạc sĩ
HIỆU TRƯỞNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH
Căn cứ Quyết định số 426/TTg ngày 27 tháng 10 năm 1976 của Thủ tướng Chính phủ về một số vấn đề cấp bách trong mạng lưới các trường đại học và Quyết
định số 118/2000/QĐ-TTg ngày 10 thang 10 năm 2000 của Thủ tưởng Chính phủ về
việc tổ chức lại Đại học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh, tách Trường Đại học
Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh trực thuộc Bộ Giáo dục và Đào tạo;
Căn cứ Quyết định số 70/2014/QĐ-TTg ngày 10 tháng 12 năm 2014 của Thủ tướng Chính phủ về việc ban hành Điều lệ trường Đại học;
Căn cứ Quyết định số 937/QĐ-TTg ngày 30 tháng 6 năm 2017 về việc phê duyệt đề án thí điểm đổi mới cơ chế hoạt động của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh;
Cần cứ Thông tư số 15/2014/TT-BGDĐT ngày 15 tháng 5 năm 2014 của Bộ
Giáo dục và Đào tạo về việc Ban hành Qui chế đào tạo trình độ thạc sĩ;
Căn cứ vào đơn “Đề nghị thay đổi liên quan đến luận.văn tốt nghiệp” của học
viên;
Xét đề nghị của Trưởng phòng Đào tạo,
QUYẾT ĐỊNH:
Điều 1 Đổi tên đề tài Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ cho:
Học viên : Vo Van Quảng MSHV: 1720808
Ngành : ˆ_ + Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng & công nghiệp
Tên đề tài mới : Tối ưu hóa kết cấu liên hợp sử dụng hệ dầm Combeam Người hướng dẫn : 7S Lê Anh Thắng
Thời gian thực hiện: từ ngày 28/8/2018 đến ngày 28/02/2019
Điêu 2 Giao cho Phòng Đào tạo quản lý, thực hiện theo đúng Qui chế đào tạo trình độ thạc sĩ của Bộ Giáo dục & Đào tạo ban hành
Điều 3 Trưởng các đơn vị, phòng Đào tạo, các Khoa quản ngành cao học và các
Ông (Bà) có tên tại Điều 1 chịu trách nhiệm thi hành quyết định này Quyết định có hiệu lực kể từ ngày ký./
Nơi nhận : _ HIE ONG
- BGH (để biết); PEE PERU Nac
- Như điều 3; o/⁄⁄ Ì >X
- Lưu: VT, SĐH (3b) i DẢI HỌC s L/P san
Trang 5
có BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM KỸ THUẬT Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
THÀNH PHÓ HỖ CHÍ MINH
BIEN BAN CHAM LU AN VAN TOT NGHIEP TH AC SĨ NĂM 2019 NGÀNH: Kỹ thuật Xây dựng công trình đân dụng và công nghiệp KHÓA 2017-2019
Hội đồng chấm LVTN theo OD sé: 2168/QD-DHSPKT-SBH, ngay 09/10/2019
lo lsÝ vÖ nh nợ ĐH cv hy kh Văng mặt: &
Chủ tịch Hội đồng PCS TS Nguyễn Trung g Kiên
Thư ký Hội đồng :7%, Trần Văn Tiếng
Học viên bảo vệ LVTN : Võ Văn Quảng MSHV; 1720808
Giảng viên hướng dân : TS Lé Anh Thang
Giảng viên phản biện :TS Lê Trung Kiên
PGS.TS Nguyễn Văn Hiếu
n dé tai LVTN : PHAN TICH UNG XU CUA DAM COMBEAM
I RẾT QUA BAO VE:
TT Thành viên hội đồng Kết quả bảo vệ | Ghi chú
PGS.TS, Nguyễn Trung Kiên F.0
2 iTS Tran Van Tiéng 4.o C sáu ) xX“
3 ITS.Lê Trung Kiên 5œ !
4 /PGS.TS Nguyễn Văn Hiếu CO 5 TS Newyén Thanh Viét $0
Tổng điểm 3.5 GM
Điểm trung bình € 3 £ tuệ ber ) Mey
If KET LUAN:
Thư ký hội động ghi © sắc 'Ê kiên của thành viên hội động về việc chùnh sảa, bồ sung những nội duụn gi trong LVTN) gn og : 4 § & 2
od “GF f eee eer ied an ARP ese wee ere eRe ee ERE THRE eH ETH POORER RPE URE CRS ED Perens ne rrvartrenevrre
RP UNM ew mae p dertenean Soe eee Pee eee ee ee eee eee ee ee ey Fevetsees pervades barons PERM ORR NLA HAHA PEC NP Eee eee Reuseur
wvaer ae csean TT“ x Ý +2 2+9 Y64%42 642w *cyhs2vdvsrzse hước ta ?áhnbZđ» b4 hứa CEST EO ERROR PE REPENTED ov peread eo targa neea * CHRO THORN rae ee Seve evuadcarenrean PEAT RPA Ree RET RETA TURRETS A ETA TA NRE URE RHODE ED Pe USS er pew peer era HARP eee ad wt^tAx#ews2 *$*®#y**ừ‹#£w ——— —_ —— ——— EERE LEHR PER ERR EER HED RHEE PUTO ERE ERAN EERE TRE UREA UME URE URE EEE REEDED EEO RARE RRMA ERA RETR ERA EDEL EERE ERE ÐĐZ SN wheus evacuate arer PESTER PERE TRH MAREE AER EAH EATER REAP SErP heres eae ape oreaadardag PUPAE OREN AHH T DHE URE TA EDE @v hd.“ h5“ ˆ ` eurpture PEPE ERE ENF EN ESRD EEE LEV DRE KEE DF ERE EE REEVE TERE RES PEER ERMAN EE RPE NOH RETRIEVE ENP ESOT T ROU N ETRE KNEE PRE ERE EDR ENR RE ESE ERE RHE DPE ED PEPPER O EERE REE eV ewrarurvegwse ee er 2 2 a CEse ere retahe TO enn h asset seen a SUPERHERO RA ERO TROT EEE REE UREA RETA ae POOR REO ERA hae I5 ^^ ¬ ^ a 8/5 hR#t+% S240 to n4 4® 48606 X 49 +ớ ai I.- A +*đ4a+eôse#exp Ce ee ee ee ete SACK TRH DAL AE ED PEER EER EDR RHE REFERER EET ED PEROT TP ELA EHH ESLER HERE ERE GD ed eae oatdangd ad oe PERT 6x như iớ S2 v 1924402456275 h6 ve AðFh V94 X2x*À%/2v422/2 9225 R¿y PARRA ETA DRAKE RED PEN ERE RE RHEE RE RPE REESE RSET SADE ESET E TER ENAH ERE DAERAH ERED ERE EHO OPED EME DOE PHRMA ETP PTE PERT EAM TEETER ee ree
ee peeved SRP AREER ER RHEE RAR SER E TEATS AM EREDAR ETRE V REVERE TREE DEE DHE ED
Tp.Hồ Chí Mink, 1 ngày y25 tháng 10n nắm n 2019
ng ye 2 >
CHU TICH HỘI ĐỒNG THƯ KÝ HỘI ĐÓNG
Trang 6BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHẠM KY THUẬT THÀNH PHÓ HỖ CHÍ MINH HCMUTE PHIẾU NHÂN XÉT
LUẬN VĂN THẠC SY - HUONG UNG DUNG
(Danh cho gidng vién phan bién)
Tên đẻ tài luan van thac sf; PHAN TICH UNG XU CUA DAM COMBEAM
Tên tác giả: Võ Văn Quảng MSHV: 1720808
Ngành: lý thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp Khóa: 2017-2019
Họ và tên người phản biện: 7S Lê Trung Kiên
Chức danh: Giáng viên Học vị: Tiên Sĩ
Cơ quan công tác: ĐH Sư phạm kỹ thuật TpHCM Điện thoại liên hé: 0902927890
I Ý KIẾN NHẬN XÉT 1 Về hình thức & kết cầu hiận văn
Tên đề tải không khớp với tên đề tài đã đăng ký,
Trong luận văn còn một vải lỗi chính ta, một số hình vẽ mờ, khó đọc, Một số đoạn không thống nhất: ví dụ chiều dải nhiễm sắc thể có chỗ là 34, có chỗ là 9 Công thức s 3 3) trùng với công thức (2.7) Số trang trong Mục lục không khớp với nội dung, 1 Về nội dung
2.1 Nhận xét về tính khoa học, rõ rùng, mạch lạc, khúc chiết trong luận văn,
Việc trình bảy luận vấn chưa được mìach lạc: việc thiết kế hệ đẳm sản nay theo tiều chuẩn nào? liên kết sàn - đâm phụ - - đầm chính như thế nào?
Tiết diện dam phu, đầm chính cần phải được xác định rõ rang, ta] trong va so dé tinh
cũng cân xác định rð rằng
Công thức (4.40) khi tính lực cắt trong đầm chính chưa chính xác; tính chuyên vị dùng tái trọng tính toán có hợp lý?
Tác giả có kiểm chúng được lời giải tìm được tr ong luận văn lá lời giải tôi ưu? Táo giá nên xuất các rần g buộc (độ bền, độ củng) củng một số lời giải để so sánh với lời
giải tối ưu thi sẽ thuyết phục hon,
Cac thông số chọn để chạy thuật giải di truyền chưa được trình bảy,
Tại sao @ Bang S.1, tất cả dùng chung công thức mà kết quả từ hai cách lại khác nhau?
Một số đoạn chưa cụ thể, ví dụ: Mặt cắt n gang trong luận văn này rang 28),.lả mặt cắt ngang của cấu kiện nào?, hoặc mỗ-men quán tỉnh của tiết điện, đối với trac ndo
@.2)
2y trong công thức (4.13) gọi là mô-đun đàn hồi là không hợp lý
2.2 Nhận xót đánh giá việc sử dụng hoặc trích dẫn kết quả NC của Người khúc có đúng qui định hiện bành của phẩp luật sở hiểu trí tHỆ
Trang 7dẫn nguồn, vỉ dụ: Q 1), (3.10), (3.15)
2.3 Nhận xét về mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cửu sử dung
trong LTN
Luan van trinh bay 3 mục Liêu nghiên cứu chính; 1 Nghiên cứu phân tích tính toán dầm Deltabeam 2 Đưa kết cấu sản liên hợp sử dụng dâm Deltabeam phổ biển hơn ở Việt nam; 3, Thiết kế tối ưu hệ đầm sản một ô Sản,
Mục tiêu số Ï; tác giả chỉ giới thiệu sơ sài yé dim Del tabeam, tác giả chưa đi sâu
vào nghiên cứu sự lâm việc của dầm Deltaheam nên không đưa điều nay vao myc tiéu nghiên cửu
Mục tiêu số 2: cũng không nên đưa vào luận văn vì chưa rð kết quả ra sao, hơn nữa tác giả cũng chưa có khảo sát về ưu điểm của loại sản nay So VOI cdc loại khác
Phương pháp nghiên cứu: sử dụng lý thuyết tính toán thiết kế kết cầu và thuật giải di truyện trong Matlab Phương pháp này phù hợp cho mục tiêu nghiên cứu số 3
2,4 Nhân xét Tổng quan của đề tài
Tên đề tài là "Tôi ưu hóa dầm Deltabeam", tuy nhiên nội dung chính lại là tối ưu hệ đầm sản, Tên đề tải và nội dang chia thực sự khớp
Với tên đề tài như trên, tác giả nên giới thiệu về đặc điểm của đầm Deltabeam (hình dáng, quy cách, ưu nhược diém, .) trong phan tổng quan
3.5 Nhận vét đánh giá và nội dung & chất lượng của LVTN,
Tác giả có khối lượng tính toán tương đối nhiều, tìm hiểu và sử dụng được thuật giải di truyền trong Matlab 4p dung cho bai todn t6j wu hệ đầm san Tuy nhiên, sự đóng góp về mặt khoa học chưa cao, Ộ
2.6 Nhận xét đánh giá về khả năng ứng dụng, giả trị thực tiễn của để tài
Đề tải có thể ứng dụng được trong việc xác định sơ bộ kích thước hệ dầm sản ở một ö sản đơn Tuy nhiên, đề á ấp dụng được trong thực tiến dé tai cần được cải thiện thêm cho phù hợp với hệ kết cấu thực tế,
2.7 Luận văn cần chỉnh sửa, bỗ sung những nội dung gì (Hết sói va ton fai) Luận văn cần được kiểm tra lại toàn bộ về chính tá, ngữ phấp, cải thiện chất lượng hình vẽ, bố sung trích dẫn tài liệu tham khảo
Phần tổng quan nên bổ sung thêm đặc điểm của đảm Deltabeam Điều chỉnh lại mục tiêu nghiên cứu phù hợp với nội dung,
H CÁC VĂN DE CAN LAM RO
(Các cầu hỏi của giảng viên phản biện)
1 Tác giả giải thích công thức tính độ võng đầm chính (4.76)?
2 Làm thế nào để kiểm chứng lời giải có được là tỗi ưu?
Trang 8Danh gid việc sử dụng hoặc trích đẫn kết quả NC của người khác x
có đúng qui định hiện hanh của pháp luật sở hữu trí tuệ tà) Mục tiêu nghiên cửu, phương pháp nghiên cứu sử dụng trong x LVTN
4 'Tông quan của đề tài, x
5 Daénh gia vé noi dung & chat hrong cla LVIN x 6 Danh giá về khả năng ủng dụng, gid tri thuc tiễn của đề tài, x
Tảnh dâu chéo (Q vào ô muốn Đảnh giá
IV KÉT LUẬN
(Giảng viên phản biện ghí rõ ý kiến “Tin thành luận văn” hay “Không tân thành luận tấn ”) § P & 3 §
Trang 9BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HOC SU PHAM KY THUAT
THÀNH PHÔ HỖ CHÍ MINH
HCMUTE
PHIẾU NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SY
(Dành cha giảng viên phân biện)
Tên để tải luận văn thạc sỹ: Phân tích ứng xử của đầm COMBBEAM co
Tn the gid: V6 Van Quang ehooeac MSHV: 1720§08 ve
Ngành: Kỹ Thuật Xây Dụng Công z Trình DD & CN Và KHÓA uc ¬—- "
Họ và tên người phản biện: NGUYÊN VẤN HIỂU cuc cuc ngan ryerberyeeo
Chức danh; Phó Giáo SƯ oestrone HOt VE Tiền 2a Cơ quan công tác: Đại Học Kiến Trúc TP.HƠM cv to 1010155110 121k not nvvresea Điện thoại liên hệ: 0938 123299 cu 0 nu HH TH ki ng ng KH KT so kế Bế coy
I Ý KIÊN NHAN XET 1 Về hình thức & kết cấu luận văn:
- Cách trình bày lưỡng đổi rõ ràng, cụ thể, Kết cầu luận văn dễ theo đời các để Tục và Hội dung trình bày,
2 Về nội dung:
2.1 Nhận xét về tĩnh khoa học, rõ rùng, mạch lạc, khúc chiế trong luận văn
- Cách diễn đại trong luận văn có tính khoa học, khá rð ràng và mạch lạc có trình tự
3,3 Nhận xét đính giá việc sử dụng hoặc trích dẫn kết quả \WC của người khác có đẳng
gui định hiện hành của phản luật sở hữu trí tệ
~ luận văn có sử dụng và trích dẫn tài liệu tham khúo đúng qiụ định hiện hành của pháp luật
sở hiểu trí tuệ, |
2.3 Nhận xết VỀ mục tiêu nghiên cứu, phương pháp ngiiên cứu sử dụng trong LVTIN - Phương pháp nghiên cứu và cách tiếp cận nhù hợp với mục tiêu để ra của đề tài, _3.4 Nhận xót Tổng quan của đề tải
- Đề tài lập trung vào ứng dụng lý thuyết tính loắn thiết kế kết cấu liên hợp hệ dâm Deltabeam và thuật toán di truyên (GÀ để thiết kế tôi tra cho ô sản với mục tiêu là giảm tôi thiểu chỉ phí của các cầu kiện Ngôn Ngũ lập trìmh được sử thng là Adutlab,
2.5 Nhận xót đánh giá vỆ nội dụng & chất lượng của LVTN
Trang 102.6 Nhận xét đánh giá về khả năng ứng dụng, giá trị thực tiễn của để tài
- Đề tài chỉ khảo sát một loại bài toán dâm COMBEAM một nhịp đơn giản nên kết quả ứng
dụng vào thực tiên chưa tổng quát hóa được cho bài toán thiết kế kết cấu 2.7 Luận văn cần chỉnh sửa, bồ sung những nội dung gì (thiết sót và tôn tại):
- Chương 3 giới thiệu các thuậi! toán di truyền cua Matlab với các tên file lệnh m mà không thé hién cu thé code Matlab viét giải thuật ra sao cân được bồ sung vào phần phụ lục đề tài
- Các Hình vẽ từ trang 27 đến trang 63 cân được đánh số thứ tự và tham chiếu trong nội
dùng luận án
- Trang 71, Hình 5.1 chưa việt hóa và chưa trích dân nguồn tham khảo
- Cẩn sử dụng thông nhất một loại đơn vị trong ví dụ số (hệ SI hay hệ US) chứ không sử
dung đông thời hai hệ thống đơn vị trong cùng ví dụ
i CAC VAN DE CAN LAM RO
(Các câu hỏi của giảng viên phản biện)
I) Tae gia hãy giải thích vì sao kết quả tính toán có sai số về chuyển vị lại rất lớn so với nội lực? II ĐÁNH GIÁ Đánh giá TT Mục đánh giá Đi Không : đạt
1 |Tính khoa học, rõ ràng, mạch lạc, khúc chiết trong luận văn X
2 Đánh giá việc sử dụng hoặc trích dẫn kết quả NC của người khác có x
đúng qui định hiện hành của pháp luật sở hữu trí tuệ
3 |Mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu sử dụng trong LVTN X
4 |Tổng quan của đề tài X
5, |Đánh giá về nội dung & chất lượng của LVTN X
6 |Đánh giá về khả năng ứng dụng, giá trị thực tiễn của đê tài X
Đánh dấu chéo (x) vào ô muốn Đánh giá
IV KÉT LUẬN
Trang 11LÝ LỊCH KHOA HỌC
I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:
Họ & tên: Võ Văn Quảng Gidi tinh: Nam Ngay, thang, nam sinh: 18-11-1989 Noi sinh: Binh Dinh
Quê quán: Phù Cát — Bình Định Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Phù Cát- Bình Định
Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng:
Fax: E-mail:
II QUA TRINH DAO TAO:
1 Trung hoc chuyén nghiép:
Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ F, đến F,
Nơi học (trường, thành phó):
Ngành học: 2 Đại học:
Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ tháng 1Ô năm 2008 đến thang 10 nam 2013 Nơi học (trường, thành phố): Trường đại học Mở TP.H6 Chi Minh
Ngành học: Xây dựng dân dụng và công nghiệp
Tên đỏ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Thiết kế chung cư An Lạc — Quận 6
Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: Tháng 03/2013 tại trường đại
học Mở thành phô Hỗ Chí Minh
Người hướng dẫn: Ths Lê Hoàng Tuấn
Trang 12LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi
Các sô liệu, kêt quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bồ trong bất kỳ công trình nào khác
Tp Hô Chí Minh, ngày 26 tháng 10 năm 2019
Võ Văn Quảng
Trang 13LOI CAM ON
Tôi xin trân trọng cảm ơn TS Lê Anh Thắng đã giúp đỡ, hướng dẫn và cung cấp các thông tin cần thiết để tơi hồn thành luận văn thạc sĩ này Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Xây Dụng của trường Đại Học Sư Phạm
Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Xin cảm on tat cả bạn bề, người thân trong gia
đình đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Vì kiến thức và thời gian thực hiện luận văn thạc sĩ có hạn nên không tránh khỏi những hạn chế
và thiếu sót Tôi rât mong được sự đóng góp của quý thây cô giáo, bạn bè và đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn
Ain chan thanh cam on
Tp Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 10 năm 2019
Vo Van Quang
Trang 14TOM TAT
Thiết kế tôi ưu kết cầu là chủ đề của nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực thiết kế kết cầu Mục tiêu của việc thiết kế kết cầu tôi ưu là phải giải quyết hài hòa mối quan hệ giữa yêu cầu sử dụng, độ bên vững, tiết kiệm và phù hợp với trình độ thi công nhằm đạt được phương án có giá thành nhỏ nhất Trong luận văn sẽ nghiên cứu ứng dụng ngôn ngữ lập trình Matab, xây dựng chương trình tự động tính toán thiết kế
tối ưu kết cầu liên hợp sử dụng hệ dầm Combeam sử dụng thuật toán đi truyền kết
hợp lý thuyết tính toán thiết kế kết cấu liên hợp thép - bê tông với hệ dầm
Combeam theo tiêu chuẩn Eurocode 4, với đữ liệu đầu vào do người thiết kế khai
báo Đề chứng minh được độ tin cậy và khả năng vượt trội của bài toán tối ưu sử
dụng giải thuật tiến hóa - thuật toán di truyền, tác giả lẫy kết quả so sánh với kết quả
đã công bô
Trang 15ABSTRACT
Trang 16MỤC LỤC
Trang tựa TRANG
QUYET DINH GIAO DE TAI LÝ LỊCH KHOA HỌỌCC 2-52 3S SE SE EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEESEEEEEEkrkrrrrrrrs i LỜI CAM ĐOAN - - cà Tà 12 1.11111012121111 1101 11 1101011101 1111110100 11 11111 Hye ii 0980.) 05) 1 5a iil TOM TAT oiecccccccccccccccccccssesscssesscsecsucsscsucstsstsatsussucsucsucsesstsansatsussecsecssstsstsatsatsneaneees iv ¡10/9 59 2 vi DANH SÁCH CÁC HÌNH 2-2 2 SE ESEEEEEEEEEE 211211211 11711111 111 ix Chương 1 TÓNG QUAN - s11 1E ST 111 1111111111111 11111111111 ckrkd 1
1.1 Tổng quan chung về đề tài nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công ĐỐ: + 22s E5 ESEEEEE513112111513151111111515 11111151111 xe 1
1.1.1 Giới thiỆU: - - 2 S2 SEESEEEEEEEEE E1 1113 1115111511 1511151115111 1x0 1
1.1.2 Tinh hinh nghién ctu trong ƯỚC: - c2 222231111 1 1 11111 re 2 1.1.3 Tình hình nghiên cứu ngoài DƯỚC - re 3 IN (vn ốc 8o 4
1.3 Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn để tài ¿- - + ss+e+k+keEeEerrkrkererees 4
1.4 Phương pháp nghiên CỨU G2220 1 1 1 ng vvkg 6
Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYÉT CA THUẬT TOÁN DI TRUYÊN TRONG VIỆC THIẾT KÉ TÓI ƯU SÀN LIÊN HỢP 2 s95 E£E£E£EvEEzEzEezezxee 7
2.1 Định nghĩa thuật toán di tTuyÊn + 2s+s+E+ESEEE+kEEEESEEEEEEEESEererkrkrsee 7
2.2 Các quá trình cơ bản trong thuật toán di truyÊn - 2s +s+cxs+x+xzssz 8
2.2.1 Ma hoa nhiém sac thé ceccecccseesscssssescssesssesscssseesessssssessssssssseeseenseeees 8
2.2.2 Khoi tao quan thé oo cccecccccccessescsscececsesesscscssscsesscacsvensesscavenstseeneaeens 8
2.2.3 Xac dinh, danh gia ham thich nghi ec ecesscccceeesssnceeeeeeessteeeeeees 8
2.2.4 9)ir:8i9iï)i 8:83) all 9
2.2.5 Quá trình đột biến và chọn lọc . - + 25 +52+s+£+£££E+Ez£zkzezrscxee 9
2.2.6 Vong lap thé he cece cscs csscecsssesesscscscstscsscscsvstsesssscsvetstsessavenees 10
Trang 172.3 Tối ưu ràng ĐuỘC -©-kk + EESk1EEE5E111 1115115111115 1111115 1111 xe 10
Chương 3 THUẬT TOÁN DI TRUYÊN TRONG MATLAB - 14 San; o9 0‹n na e.- - 14 3.1.1 Tối ưu không ràng buộc . - + - + SE+k+k+ESESEEEEEEEESEEEErkrkrrrrees l6 3.1.2 s10) 0 ỐÃÃỐ 16 3.2 Hàm CTOSSOV€T.I (G0 re 17 3.3 Hàm decodeC hrOrmO.TT << + + 1199101011 9 re 18 3.3.1 Hệ thống dầm chính + 2 2E SE E#EE+E+E+ESEEEEEEEEEESEEErErkrrereri 19 3.3.2 Dam phu ooeseeeececscscseccececsescscecsescsscecsvsesesscacsvsvsnsscacavsvstsssasavsnsessseavenees 20 3.3.3 SN 0 R0 s3¡(0:: 8 Ố 20
3.3.4 Số phân đoạn trên chiều dài dầm chính 2 22 s2 £+£s+szxsz# 21
3.3.5 Số liên kết chịu cắt trên nửa dầm . -c¿-ccc+cxisrtirrrrrrrrrrree 23 S Ni 2ì na 23 3.5 Hàm executeÀ.m - - << 0 re 24 3.6 Hàm fIndFI{n€sS.Im - << - G1001 900 re 25 SN oán a 26 ST Ngon na “a4 32 SN g i05 006)0)ïìï 0n n7 33 3.10 Hàm ImaSf€T.IM G0099 re 33 3.11 Hàm moreCheckK.Im .- - << 6 01111999 110101 re 35 3.12 Harm mutation 35 3.13 Ham ranking cccccccceesssssssnneeeeeeeeeeeeesesessnnaaeeeeeeeeeeeeeeeeeeseenaseeeeees 36 3.14 Hàm selecfIOT.m - (<< < 1900010 re 36 °Nhnn 6 i02 i 0.200 ae 37
Chương 4 KIỀỄM TRA CÁC RÀNG BUỘC -¿- 52t 2EvESEeExseereeerred 38 4.1 Khả năng chịu lực cắt và momen uốn của dầm phụ - c2 38 4.2 Khả năng chịu lực cắt và momen uốn của dầm chính . ¿2-2 5+ 46
4.3 Khả năng chịu momen uốn của dầm phụ trong giai đoạn thi công 47 4.4 Kha nang chiu momen u6n của dầm chính trong giai đoạn thi công 48
Trang 184.5 Độ võng của dầm phụ liên hợp và dầm phụ liên hợp .-. - 48 4.5.1 Độ võng của dầm chính và dầm phụ trong quá trình thi công 53
4.5.2 Khoảng cách chống của sàn thép trong quá trình thi công 54 4.5.3 Tải trọng tác dụng trực tiếp sàn thép - es eseeeeeeeseseeeeeeeeee 54
Chương 5 VÍ DỤ TÍNH TỐN KIÊM TRA KÉT QUÁ GA . - 55
5.1 Kiểm tra kết quả tính toán của thuật toán di truyền trong Matlab 55
5.1.1 Dữ liệu đầu VÀO: . 2 - S211 E23 1511117151111 1111 1111111171111 55
5.1.2 Kết quả sau khi chạy A:: + ¿2s s+EESEESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErreei 56 5.1.3 Kiểm tra GA bằng phương pháp thủ công: 2-sss+scse 61
5.2 Khảo sát sự hội tụ của GA trong Matlab - - này 74
5.2.1 Diém cat NST trong lai ghép (Cp) v.ccceccescsessssssessssceesssessssseveesesseeeeeneen 74
5.2.2 Tỉ lệ đột biẾn (Imp) ¿2-6 + + SE+E+E#E9ESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErErkrerrere 76
5.2.3 II 0330300 .a 78
5.2.4 Quy mô dân SỐ (DOD) ¿- - + 2 2+8 E+E+E#EEEE+E£ESESEEEEEEEEEESEEEErErkrrereri 79
5.3 Bài toán Ứng dỤng : -Ă S S991 11 9 ng vn 81
Chương 6 KẾT LUẬN VA KIEN NGHI ou ecscccccccscsccsceseesesscscesstsesscsceretstssseeveneess 84
6.I K@tuam iceccccccccccccccccscscsscscscsscscscsscscsssscscsessescsssscsssssscsssssscsesnsscstsnsscesenees 84
6.2 Kién nghic.cccceccsccccssscsessccsssesescscscssscsscscsvscsesscacsvsnsesscavstsvsesscavavstsesesavens 85
6.3 Huong nghién ctu trong tuong lai ccccceeesssssseneeeeeeeeeeeeeeeeeeeenaes 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO - - 6 c6 ESE£EE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEerkrErrkrrrrkrrerkee 86
Trang 19DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1:Hé thong san lién hop str dung hé dam Combeam và dữ liệu đầu vào, đầu TT Ea 5 Hình 3.1: Trình tự GA trong Matlab 2x ng kg 15 Hình 3.2: Các lựa chọn biến baysen + + - + + EESE+k# SE EEEEEEEEEEEEErErreee 22
Hình 3.3: Mặt cắt điển hình của đầm Combeam - ¿2 + +E+E+E+EE£E+E+E+EzEzezszsed 27
Hình 3.4: Mặt cắt điển hình của dim Combeam dé tinh momen quán tính 28
Hình 4.1: Sơ đỗ tải trọng tác dụng lên dầm phụ . - + 2 2+6 s+E+EeEE+E+EeEsreei 38
Hình 4.2: Mặt cắt điển hình của dầm Combeam tính mô đun đàn hồi 4I
Hình 4.3: Mặt cắt điển hình của dầm Combeam tính momen kháng uốn TH l 43 Hình 4.4: Mặt cắt điển hình của dim Combeam tinh momen kháng uốn TH 2 44
Hình 4.5: Sơ đỗ tải trọng tác dụng lên dầm chính 2 2s +s+E+£e+x+x+Eszee 46
Hình 4.6: Mặt cắt điển hình của dầm Combeam tính tính toán momen quán tính cho
tiết diện cắt ngang dâm liên hợpp ¿-¿- - + 2 +®+k+E+E+E£EEEE+E#ESEEEEEEEEEESEEEErkrkrrerers 50
Hình 5.1: Ví dụ hệ thống sàn liên hợp sử dụng hệ dầm Combeam và dữ liệu đầu "1 essescssssssscscscsscsscsesscsscsssscsucsssscsusssssssussecsssucssssssucsessssscsessssscsessesssscsessseceeenees 55 Hình 5.2: Sự hội tụ của GA sau 10 lần CHẠY LG TQ vờ 56 Hình 5.5: Quan hệ giữa điểm cắt NST và thế hệ hội tụ -5- 5-52 552s+cscs2 75 Hình 5.6: Quan hệ giữa điểm cắt NST và chi phí - + 2s 2 s+s+£z£zsszred 76 Hình 5.7: Quan hệ giữa tỷ lệ đột biến và số thế hệ hội tụ . - 5552 77
Hình 5.8: Quan hệ giữa tỷ lệ đột biến và chi phí - + 2 2+s+s+s+EsE+kzkeesreee 77 Hình 5.9: Quan hệ giữa tỷ lệ lai ghép và sô thế hệ hội tụ 2 2-5 =scse 79 Hình 5.10: Quan hệ giữa tỷ lệ lai ghép và chị phí - 5c s2 79
Hình 5.11: Quan hệ giữa quy mô dân số và số thế hệ hội tụ - 55- 80
Hình 5.12: Quan hệ giữa quy mô dân số và chi phí . 2-2-2 s2 +s+x+x+szze£ 81
Trang 20DANH SÁCH CÁC BẢNG
BANG TRANG
Bang 3.1: Bảng dữ liệu dầm có đầy đủ các thông số của tiết diệnđược nhập vào
Matab HH 19
Bảng 3.2: Mô tả các thuộc tính của sàn tole và bê tông <2 21 Bang 3.4 :Bảng giá trị thích nghĩ cho hàm ranking - << 55+ s++ssesss 36 Bảng 3.5 : Bảng giá trị thích nghi đã được xếp hạng . 2- - 2 2 s+s+x+sszee 36 Bảng 5.I: Kết quả tính tốn các thơng số của hệ thống sàn bằng thủ công và băng 720/10/1502 0177 da 73 Bảng 5.2: Số thế hệ hội tụ va giá trị hội tụ của GA ứng với giá tri cua diém cat NST 1S số 74 Bảng 5.3: Số thế hệ hội tụ và giá trị hội tụ của GA ứng với giá trị của tỷ lệ đột biến 6ð 76
Bảng 5.4:Tỷ lệ lai ghép (par)% và sô thế hệ hội tụ . - ¿+2 2 2+2 E2E+EsEEsEzezsrszd 78 Bảng 5.5: Số thế hệ hội tụ và giá trị hội tụ của GA ứng với giá trị của quy mô dân
Trang 21Chương 1
TỎNG QUAN
1.1 Tông quan chung về đề tài nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong va ngồi nước đã cơng bố:
1.1.1 Giới thiệu:
Kết cấu liên hợp thép bêtông là loại kết cầu sử dụng thép kết cấu kết hợp với
bêtông hoặc bêtông cốt thép để chúng cùng tham gia chịu lực Các giải pháp kết cầu
liên hợp thép bê tông đã và đang được sử dụng phô biến ở nhiều nước trên thế giới
cho các công trình nhà nhiều tang Hệ kết cấu này được ưa chuộng vì một loạt ưu
điểm như: thi công nhanh, không cần hệ giàn giáo dưới sàn, mức độ công xưởng hóa cao, chất lượng 6n định, Tuy nhiên, hệ kết cấu này cũng có những nhược điểm như sau: Do dầm thép đặt dưới tấm sàn tôn sóng nên dầm này được thiết kế chịu toàn bộ tải trọng từ sàn xuống mà không xét đến phân bê tông sàn có thể tham gia chịu uốn, làm tăng chiều cao của các tầng, mất mỹ quan, tăng chi phí công trình
Chính vì vậy năm 2006 Công Ty Peikko (Phần Lan) đã sáng chế kết câu liên
hợp thép bêtông sử dụng hệ dầm Combeam dé khắc phục những nhược điểm trên
Khi thiết kế kết cầu liên hợp thép - bê tông thường sử dụng phương pháp thiết
kế truyền thống “thủ-sai” hay phương pháp đúng dân với các thông số như đặc trưng
vật liệu, tải trọng, chiều dày sàn, kích thước hình học của dầm thép, cường độ và số
lượng các chốt liên kết chịu cắt Các thông số này thường được chọn theo kinh
nghiệm của kỹ sư thiết kế và nó ảnh hưởng rất nhiều đến giá thành của cấu kiện Để
duy trì sự cạnh tranh do sự gia tăng của giá thành vật liệu, các nhà sản xuất, thi công
buộc phải giảm chi phí và rút ngăn thời gian thi công Do vậy, xu hướng thiết kế hiện đại là sử dụng phương pháp thiết kế tối ưu để xác định các thông số thiết kế sao cho chi phí các cấu kiện là nhỏ nhất được áp dụng thay thế cho phương pháp thiết kế
Trang 22Thuật toán tìm kiếm tối ưu (cực trị) thường được phát triển bởi các chuyên gia, ít nhiều có kiến thức về Toán học Rất nhiều thuật tốn tơi ưu hóa đã được phát triển, nhằm đáp ứng các bài toán tối ưu hóa đa dạng của thực tiễn Có 2 thuật toán
tìm kiếm rất mạnh và được sử dụng rộng rãi trong thực tế để giải quyết bài toán tối
ưu hóa thiết kế, gồm có:
- Thuat todn tim kiém bay dan (Particleswarm Optimization)
- Thuật toán di truyền đa muc tiéu (Nondominated Sorting Genetic
Algorithm II — viét tat NSGA II)
Hai thuật toán này được áp dụng trong 2 trường hợp thiết kế công trình với
các mục đích khác nhau Tuy nhiên, đề tài này thực hiện việc tối ưu thiết kế kết câu
liên hợp dựa trên thuật toán di truyền kết hợp lý thuyết tính toán thiết kế kết cấu liên
hợp Sử dụng phần mềm lập trình Matlab để thiết lập chương trình tính toán tối ưu
tự động với dữ liệu đầu vào do người thiết kế khai báo
1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước:
Van đẻ tính toán, kết cấu sàn liên hợp thép - bê tông hệ dam Combeam 1a
một công nghệ mới trong xây dựng tại Việt Nam Năm 2012 Công ty TNHH Xây dựng Lâm Phạm ký kết hợp đồng độc quyền chuyền giao, tiếp thị và kinh doanh các sản phẩm cơng nghệ của tập đồn Peikko Group (Phân Lan) tại Việt Nam Nhưng
hiện tại công nghệ dầm Combeam cũng chưa được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam
Van đề thiết kế tối ưu cho kết câu nói chung được nhiều tác giả trong nước nghiên cứu băng rất nhiều phương pháp khác nhau để cho ra những kết quả tối ưu, tôi xin để cập đến một số đề tài nghiên cứu như sau:
Nhóm tác giả Vũ Anh Tuan, Hàn Ngọc Đức [1] nghiên cứu thiết kế tối ưu
dầm liên hợp thép - bê tông Nội dung ứng dụng thuật toán tiến hóa vi phân
(Differential Evolution Algorithm - DE-A) để tìm trọng lượng nhỏ nhất của dầm
thép tiết điện chữ I tổ hợp trong hệ dầm thép liên hợp thép bê tông và để xuất phương pháp thiết kế tối ưu dầm SRC đơn giản, chịu tải trọng phân bố đều
Bên cạnh đó tác giả Vũ Anh Tuấn và Nguyễn Quốc Cường [2] nghiên cứu
Trang 23diện các hàm mục tiêu là cực tiểu hóa trọng lượng của kết cấu, theo thuật toán tiễn
hda vi phan (Differential evolution — DE)
Tuy nhiên, tối ưu kết cấu liên hợp hệ dầm Combeam sử dụng thuật toán di
truyền thì chưa có nghiên cứu nào đề cập đến hàm mục tiêu là tổng chi phí sàn liên
hợp bao gồm: chi phí dầm thép, chi phí bê tông, chốt chịu cắt liên quan đến kết
cầu này
1.1.3 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Vấn đề tính toán, kết câu sàn liên hợp thép - bê tong dim Combeam Nam
2006 Công Ty Peikko (Phan Lan) đã sáng chế, thi công và kinh doanh độc quyên hệ dầm Combeam Hiện nay, Peikko đã có chi nhánh phân phối sản phẩm này tại 30 quốc gia ở Châu Á - Thái Bình Dương, Chau Au, Trung Dong và Bắc Mỹ, với hoạt
động sản xuất tại 9 quốc gia
Van đề thiết kế tối ưu kết cấu liên hợp nói riêng được rất nhiều tác giả nước
ngoài đề cập và nghiên cứu Bài toán thiết kế tối ưu có thể đạt được trên cơ sở các
tiêu chí lựa chọn như trọng lượng tối thiểu hoặc các chỉ phí tối thiểu Da số các nghiên cứu đã được công bố đều dé cập việc tối ưu hóa kết câu tập trung vào việc
tối thiểu trọng lượng Chỉ một phần nhỏ của những bài viết này đã bàn về tối thiểu
Trang 24Tuy nhiên, tối ưu kết cấu liên hợp hệ dầm Combeam sử dụng thuật toán di
truyền thì chưa có nghiên cứu nào đề cập rõ rang đến hàm mục tiêu là tổng chỉ phí sàn liên hợp bao gồm: chi phí dầm thép, chi phí bê tông, chốt chịu cắt liên quan đền kêt câu này
1.2 Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu phân tích tính toán dầm Combeam, thiết lập bảng tra được đề hỗ
trợ các kỹ sư thiết kế trong việc lựa chọn kích thước, quy cách các cau kiện thành
phân của sàn liên hợp sử dụng hệ dầm Combeam để tiết kiệm thời gian, chỉ phí Đưa kết câu của sàn liên hợp sử dụng hệ dầm Combeam sử dụng phô biến hơn ở Việt Nam giúp nâng tầm công nghệ xây dựng trong nước
Thiết kế tối ưu cho ô sàn kết câu sử dụng hệ dầm Combeam bao gồm dam
chính, dầm phụ, bản sàn, chốt liên kết sử dụng thuật toán di truyền (GA) với hàm
mục tiêu là tôi ưu chi phí vật liệu
1.3 Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài
Sử dụng lý thuyết tính toán thiết kế kết cấu liên hợp hệ dầm Combeam và
thuật toán di truyền (GA) để thiết kế tôi ưu cho ô sàn với mục tiêu là giảm tối thiểu chỉ phí của các câu kiện
Một hệ thống sàn liên hợp có kích thước W x L được xem xét và tính toán
trong luận văn này được thể hiện ở hình I.I Dữ liệu đầu vào bao gồm: chiều rộng
Trang 25dao động LLv Thuật toán di truyền sẽ cung cấp cho người dùng các cá thể có sự thích nghi tốt nhất bao gồm: Kích thước dâm phụ DỮ LIỆU ĐẦU VÀO W= Chiều rộng ô sàn L= Chiều dài ô sàn q(1)=DL= Tĩnh tải q(2)ˆLL= Hoạt tải LLv=Hoat tải tính dao động Kích thước dâm chính
Số lượng chốt liên kết trên dâm chính Số lượng chốt liên kết trên dâm phụ Chiêu cao sóng tole
Loại bê tông Độ dày Bê tông Số lượng dâm phụ W — GrdSg) _ BS Beam(Sb) KET QUA Beam= Kích thước dầm phụ Grid= Kích thước dầm chính Sb= Số lượng chót liên kết dầm phụ Sg= Số lượng chút liên kết dầm chính hc= Chiều dày bê tông sàn hr= Chiều cao sàn thép Loại bê tơng Nsp=Khống cách giữa các dầm phụ Loại sàn thép
Hình 1.1:Hé thông sàn hiên hợp sử dụng hệ dam Combeam và đữ liệu đâu vào, đầu ra
Trang 261.4 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu được thực hiện trong đề tài này là sử dụng lý thuyết
thiết kế kết cấu liên hợp kết hợp với thuật toán di truyền dưới sự hỗ trợ của phần
mềm Matlam để xác định chỉ phí tối thiểu cho ô sàn liên hợp 1 nhịp Để xác định
được chi phí tối thiểu cho ô sàn liên hợp cần định nghĩa các biến số thiết kế, hăng số
Trang 27Chương 2
CƠ SỞ LÝ THUYÉT CỦA THUẬT TOÁN DI TRUYÈN TRONG VIEC THIET KE TOI UU SAN LIEN HOP
2.1 Dinh nghĩa thuật toán di truyền
Thuật toán di truyền (Genetic Algorithm_GA) là kỹ thuật chung giúp giải quyết vẫn đề bài toán bằng cách mô phỏng sự tiến hóa của con người hay của sinh
vật nói chung (dựa trên thuyết tiến hóa muôn loài của Darwin) trong diéu kién qui định sẵn của môi trường GA là một thuật toán và mục tiêu của GA là từ tập lời giải
ban đâu, thông qua nhiều bước tiến hóa, hình thành tập lời giải mới phù hợp hơn và cuối cùng tìm ra lời giải tối ưu nhất
GA thuộc lớp các giải thuật xác suất nhưng lại rất khác các giải thuật ngẫu
nhiên vì chúng kết hợp các phân tử tìm kiếm trực tiếp và ngẫu nhiên Khác biệt quan trọng giữa tìm kiếm của GA và các phương pháp tìm kiếm khác là GA duy trì và xử
lý một tập các lời giải, gọi là một quần thể (population) Trong GA, việc tìm kiếm giả thuyết thích hợp được bắt đầu với một quân thể, hay một tập hợp có chọn lọc ban
đầu của các giả thuyết Các cá thể của quân thế hiện tại khởi nguồn cho quân thể thế hệ kế tiếp bằng các hoạt động lai ghép và đột biến ngẫu nhiên được lẫy mẫu sau các quá trình tiễn hóa sinh học Ở mỗi bước, các giả thuyết trong quân thể hiện tại được
ước lượng liên hệ với đại lượng thích nghi, với các giả thuyết phù hợp nhất được
chọn theo xác suất là các hạt giống cho việc sản sinh thế hệ kế tiếp, gọi là cá thể
(individual) Cá thể nào phát triển hơn, thích ứng hơn với môi trường sẽ tổn tại và
ngược lại sẽ bị đào thải GA có thể đò tìm thế hệ mới có độ thích nghỉ tốt hơn GA
giải quyết các bài toán quy hoạch toán học thông qua các quá trình cơ bản: lai tạo
(crossover), đột biến (mutation) và chọn lọc (selection) cho các cá thể trong quân
thể Dùng GA đòi hỏi phải xác định được: khởi tạo quân thể ban đầu, hàm đánh giá
các lời giải theo mức độ thích nghi — hàm mục tiêu, các toán tử di truyền tạo hàm
Trang 282.2 Các quá trình cơ bản trong thuật toán di truyền
2.2.1 Mã hóa nhiễm sắc thể
Nhiễm sắc thê được sử dụng trong luận văn này có 34 chữ sô nhị phân và bao gồm 9 gen có độ dài khác nhau như minh họa trong hình 2 Í
Dầm chính Dầmphụ Loạibêtông Chiều dày BT Số lượng dầm phụ Số lượng chốt | _ dam chinh | | 10101101) 10101101 01: 10: 10 11001 (10101 Chiều cao sàn thép Loại sàn thép Số lượng chốt dầm phụ
Dâm chính Grid: 256 lựa chọn Loại sàn thép: 4 lựa chọn
Dâm phụ Beam: 256 lựa chọn Sô lượng dâm phụ: 4 lựa chọn
Loại bê tông: 2 lựa chọn Loại bê tông: 2 lựa chọn
Chiều cao sàn thép hr: 2 lựa chọn Sô lượng chôt dầm phy 5b: 32 lựa chọn
Chiều dày bê tông hc: 4 lựa chọn So lwgng chot dâm chính Sg: 32 lựa chọn
Hình 2.1: Nhiễm sắc thể đại diện 2.2.2 Khởi tạo quần thể
Khi chọn được cách mã hoá phù hợp, người ta tiến hành mã hoá các biến đầu
vào thành các cá thé (nhiễm sắc thé), tập hợp các nhiễm sắc thể này sẽ tạo thành một quân thể Việc khởi tạo có thể bắt đầu với một quân thể bao gồm các cá thể được tạo ra ngẫu nhiên hoặc sử dụng từ:
- Mot quan thể cũ được lưu lại từ trước
- _ Một tập các lời giải cung cấp bởi các chuyên gia
- Một tập các lời giải cung cấp bởi các thuật toán tìm kiếm khác, đây là
phương pháp khởi tạo quần thể ban đầu mà Luận văn sử dung 2.2.3 Xác định, đánh giá hàm thích nghỉ
Sau khi khởi tạo quần thé hoặc ở thời điểm các thế hệ mới được tạo thành,
chúng ta phải sử dụng hàm mục tiêu để đánh giá độ thích nghi của mỗi nhiễm sắc
thé nhằm có cơ sở cho việc lựa chọn bố mẹ cho các phép lai tạo và đột biến Như
Trang 29- _ Lựa chọn cá thể cha mẹ phù hợp
- Kiém tra sy hoi tụ của giải thuật
- _ Chọn các cá thể bị loại bỏ
- _ Đảm bảo sự phân bố hợp lý của cdc quan thé
Độ thích nghi được đánh giá dựa trên hàm mục tiêu Hàm mục tiêu sẽ được xác định tại mục 2.3 Dựa trên độ thích nghị, các cá thể trong dân số được xếp hạng từ
phù hợp nhất đến ít thích nghi nhất
2.2.4 Quá trình lai phép
Trong giải thuật di truyền, số lượng các thể trong quân thể ở mỗi thế hệ là
không đôi Phép chọn lọc đã chọn ra một số cá thể có độ thích nghi cao và loại bỏ đi
một số cá thể thích nghi thấp Sự thiếu hụt của số lượng quân thể khi mất đi các cá thể thích nghi thấp sẽ được bồ xung băng việc lẫy các cá thể có độ thích nghi cao là
thế hệ cha mẹ, tạo ra các thế hệ con cái bằng phép lai ghép và đột biến trên các cá thể thích nghi cao này
Lai ghép một vị trí: Lựa chọn một cặp nhiễm sắc thể cha mẹ Chọn ngẫu nhiên
một vị trí trên chuỗi nhiễm sắc thể và tiễn hành ghép phần đầu của nhiễm sắc thể
này với phần đuôi của nhiễm sắc thể kia và ngược lại
Vị trí lai ghép (hoặc locus) Bo (mẹ1 | 101011011010117 01100110101100110101 Bồ (mẹ)2 | 11010100100010ˆ 10100110101010100110 | Thé hé con [10101101101011 / 10100110101010100110 | Phần đầu của bố (mẹ)1 Phan đuôi của bố (mẹ)2 Hình 2.2: Lai ghép đơn điểm 2.2.5 Quá trình đột biến và chọn lọc
Là quá trình cá thể con mang một hay một số tính trạng không có trong mã di
Trang 30được phép đi vào thế hệ mới Các cá nhân ít thích nghi nhất sẽ được loại bỏ khỏi quá trình Tại thời điểm này, vật liệu di truyền của cá thể là đối tượng đột biến ngẫu
nhiên Một tỷ lệ nhỏ của các cá thể trong quân thể có một hoặc nhiều hơn các số nhị phân của họ thay đối
2.2.6 Vòng lặp thế hệ
Tại thời điểm này, khả năng thích nghi của mỗi cá thể trong thế hệ mới được
đánh giá Quá trình lựa chọn, lai ghép, đột biến, và các hoạt dong GA còn lại được thực hiện và toàn bộ quá trình được lặp đi lặp lại Số lần GA chạy lap lai trong |
chu kỳ có thể được thành lập theo hai cách khác nhau Người sử dụng chương trình
có thể chọn một giá trị, thường 30-100 thế hệ Hoặc GA có thể chạy cho đến khi hội tụ là đạt 2.3 Tối ưu ràng buộc Hàm mục tiêu: Chi phí xây dựng: F, =C,,, (2.0) Gia téc do tai trong di b6: FE, =—2 (2.1) Š Trong đó: Chi phí xây dựng: C =C „+ CC TC vn (2.2)
Chi phí thép hinh: Cy, = Coo) * Wl eo) (2.3)
Chi phí tôn sàn: C„ „ =C„„ Whieor (2.4)
Chi phí bê tông sàn: C =c Nà (2.5)
Chi phí chốt chịu cắt: C„„=c„„*MN„„ (2.6)
VỚI: Cc steel * là đơn giá thép hình wi : là tổng trọng lượng thép steel *
Cig? ladon giá thép sàn
Trang 31wi„.„: là tổng khối lượng thép sàn
c là đơn giá bê tông trên mỗi đơn vị thể tích conc °
N : là tổng số thể tích bê tông cần thiết Coq (La chi phi moi chot
N : là tổng số lượng chốt liên kết chịu cốt stud * —0,35 Gia tốc của bản sàn được tính toán như sau: — = ao <— (2.6) g p*W s Trong đó: a,:là gia tộc do cộng hưởng voi tai trong điêu hòa ø :là gia tốc trọng trường P,:Tai trong di bộ B :ÿ lệ modun giảm chấn của sàn W: trọng lượng sàn 1t: tan so fo 0,5%: là giới hạn gia tốc §
Hàm mục tiêu 7; và # chịu sự ràng buộc và được định nghĩa như sau: : ø <0
Các ràng buộc có thể là hoạt động, không hoạt động hoặc vi phạm Chúng hoạt
động nếu giá trị q, năm trên giới hạn, bằng 0 Các ràng buộc không hoạt động nếu
giá trị g, nhỏ hơn giới hạn và bị vi phạm nếu gia tri g, lon hon giới hạn
Các ràng buộc được đĩnh nghĩa tổng quát như sau: g, = JPd -q (2.7)
p,_ tà điều kiện được kiểm tra
Dạu, tà giới hạn của điều kiện được kiểm tra
Chi tiết các ràng buộc: mn_ M,
“ =4 = -1 (2.8)
Trang 33c: Biểu thị liên hợp
M.„: khả năng chịu uốn dâm không liên hợp
M.„ :khả năng chịu uốn dâm liên hợp
Š””“›chuyễn vị giới hạn do tải trọng thi công
6 :chuyén vị giới hạn do hoạt tải
V.„ :khả năng chịu cắt của dâm
pistered
cap 'SIỚI hạn không bị chặn P”": là khả năng tải chông chất cap `
Trang 34Chương 3
THUAT TOAN DI TRUYEN TRONG MATLAB
Matlab là một hệ thống tương giao, các phần tử dữ liệu là một mảng (mang này không đòi hỏi về kích thước) Chúng cho phép giải quyết các vẫn đẻ liên quan đến lập trình băng máy tính, đặc biệt sử dụng các phép tính về ma trận hay véc tơ và
có thể sử dụng ngôn ngữ C hoặc Fortran lập trình rồi thực hiện ứng dụng lập trình
đó băng cáccâu lệnh gọi từ MATLAB MATLAB được viết tắt từ chữ matrix
laboratory tức là thư viện về ma trận, từ đó phần mẻm MATLAB được viết nhằm cung cấp cho việc truy cập vào phần mẻm ma trận một cách dễ dàng, phần mềm ma trận này được phát triển bởi các công trình Linpack và Eispack Ngày nay
MATLAB được phát triển bởi Lapack và Artpack tạo nên một nghệ thuật phân mêm cho ma trận
3.1 Hàm allChecks.m
Ham allChecks.m được sử dụng để kiểm soát hai m-file nhằm kiểm tra độ
Trang 35HAM CHIC NANG | Mlasler | execuleG.A ` £ceolc( lx'ar> al (‘heek
Số lần lấn theo Si: lim lp thea yêu cầu sb the he a a findlitiess selection C[ASMX@/QT ellrm:niste deasadet-onene vn 'hcck moreCheeks Vi,C ĐỈUH
lhiểt lain tring aft din vie
16 chu, sip xtp thir tu GA
Tyo dia x5 ben lu
Lâm thay đối ngà + chiếu chữ sẽ của NST (001 biên]
(rẻi Iã thăng tín nltị ppnän của NT
Kiậm tra khả năng clị\ cit vt momen cha rier điện đầm Kier tra khả năre chịu lục, É$ vễ6g di4n tsưng (cai đaện
Inị oật 2 vá liên Ix#a độ xâIta s¿n
Danh giá chi ning thich rghi cum tren chi phi
Xéa hang of thé diy én tine chi ahi
Lm chụt vũ nhàn wimg dain tư
Lai phép
Kẻ: thúc | ⁄4n chạy GÀ trang Xfatlab
Nip hop ode wi the wid tinh kha thi ede me lair chay GA
( Cie wii the wi trẻ I=; hàm nhạ = [}
Logi bd ote od thé tring Bip
Göi tả :hơng tín nhị pân của NT Baah aif sia ide {dao dmg) che 1ùu3 cả ahẩt:
Lựa chọc c&: củ ti thêa điều kiệu
Kẻ: thúc | '$n chzy GA eae Madab
Trang 363.1.1 Tối ưu không ràng buộc
Lý thuyết tôi ưu hóa không ràng buộc này được định nghĩa là: Neond F.=C,,- 0 ©, init (3.1) l khi q <0 -| (3.2) l+q, khi g,>0 Œ,„„:Là chị phí xây dựng
Các giá trị đ là những ràng buộc từ lý thuyết tối ưu hóa ràng buộc và được
định nghĩa một cách tông quát theo công thức (2.7) 3.1.2 Hàm phạt
Ham allChecks.m va su dung lam co so cho ham phạt được sử dụng dé loai
trừ những cá thể không đáp ứng một hoặc tất cả các điều kiện ràng buộc Trong đó:
F được biểu diễn như là sản phẩm của tổng chỉ phí sàn và hình phạt
N„ cond là số lượng các điêu kiện vì phạm
œ,là hình phạt tương ứng với các điều kiện thứ ¡
Nếu một cá nhân trong dân SỐ Vi phạm một hoặc nhiều các điều kiện, một hình phạt
được áp dụng cho giá trị độ thích nghi của cá nhân Các thông số được lựa chọn phải nhỏ hơn giới hạn đã cho, hình phạt $: là 1, không có tác dụng trên cáchàm mục tiêu Nhưng khi các thông số vượt quá giới hạn, hình phạt tăng một cách tuyến tính và bằng với giá trị cho của thông số chia cho giá trị giới hạn
Ví dụ, khi xem xét khả năng chịu momen uốn của dầm không liên hợp nếu giá trị momen do tai trong M bang 320 kN.m va kha nang chịu momen uốn của phần thép, 0M
bang 300 kN.m thi ® sé bang:
® =14 9 =14 2-1 =1,066 (3.4)
300
Như vậy hình phạt cho việc kiểm tra khả năng chịu momen của phần dầm không liên
hợp sẽ là bằng 1,066 Giá trỊ của hàm mục tiêu cho cá thể này sẽ được tăng thêm 10,6%
Trang 37Nếu một cá thể vi phạm nhiều hơn một hình phạt, hàm phạt sẽ được áp dụng đối với sự
thích nghi của cá thể Hàm phạt được lưu trữ trong hai mảng riêng biệt Bốn hàm phạt đối
với hành vi vi phạm về cường độ chịu cắt và khả nang chiu momen uốn trong dầm chính
và dầm phụ liên hợp được lưu trữ trong mảng pj?VM Các hàm phạt liên quan đến cường độ, độ võng được lưu trữ trong mảng phiMore Các hình phạt từ phiVM được kết hợp thành phiProd và các hình phạt từ phiMore được kết hợp thành phiProd2
3.2 Ham crossover.m
Ham crossover.m duge su dung dé két hợp các vật liệu di truyền từ bố mẹ được
lựa chọn để tạo cá thể mới cho thế hệ tiếp theo Hàm này str dung mang mate_indiv
đã được tạo ra trong quá trình lựa chọn nó chứa hai gen của cha mẹ cho mỗi cá nhân
mới, cũng như các locus cho mỗi quá trình lai ghép
Các bước cần thiết để thực hiện các hoạt động lai ghép trong Matlab được minh họa như sau
Bước 1: Lấy thông tin di truyền từ bố mẹ Bồ mẹ I: 10110101 11110000 0 0 1001 11 10101 11100 Bồ mẹ 2: 00110001 01011100 1 1 01 11 00 00011 01101 Bước 2: Xác định locus Locus: sau 13 chữ số Bước 3: Phan chia nhiém sac thé bé me theo locus B6 me 1: 10110101 11110/000 0 0 10 01 11 10101 11100 Bồ mẹ 2: 00110001 01011/100 1 101 11 00 00011 01101 Bước 4: Cá thể mới bị phân chia béi locus Cá thể mới : 10110101 11110/100 1 101 11 00 00011 01101
Bước 5: Kết nỗi thành cá thể hoàn chỉnh
Cá thể mới sau khi kết nối: 10110101 11110100 1 101 1100 00011 01101
Đối với thuật toán di truyền được sử dụng trong luận văn này, chiều dài của nhiễm sắc thể luôn băng 34 chữ số Các chữ số đầu tiên cho các cá nhân mới là luôn
luôn thu được từ cha mẹ 1 Nó được đặt ở vị trí đầu tiên trong hàng đầu tiên của
mang new_chrome Quá trình này được lặp đi lặp lại một số lần tương đương với
Trang 38quy mô dân sô
3.3 Ham decodeChromo.m
Ham decodeChromo.m dé giai ma cdc thong tin nhi phan duoc luu trữ trong
các nhiễm sắc thể thành dữ liệu để sử dụng tính toán Đầu tiên, nhóm các số nhị
phân được chuyển đối thành các số nguyên Tiếp theo, các số nguyên sẽ được sử dụng để lấy thông tin sử dụng cho các đặc điểm cụ thể Cuối cùng, một mảng
allProps được tạo ra chứa tất cả các dữ liệu cdc van đề cần thiết cho mỗi cá thể trong các thế hệ hiện tại
Bước đầu tiên là giải mã gen đơn lẻ trong các nhiễm sắt thể thành những giá trị số nguyên Các gen là nhóm các chữ số nhiễm sắt thể Trong phạm vi luận văn này chiêu dài của nhiễm sắc thể luôn là 9 gen Sau khi chuyển đổi, các số nguên được lưu trữ trong mảng unknowns có kích thước (popSize x numUNKNO), trong d6 moi numUNKNO 1a s6 gen mỗi cá thê
Lưu ý số nhị phân 011 được quy đối như sau: | O*2° +1*2' +1*2? |=6
Quy đổi theo cách thông thường sẽ được tính như sau: |0* 2° +1*2'+1% 2° | =3
Ví dụ quy đổi nhiễm sắc thể sau:
Chromosome=01101100 101010110101 11 00 11111 10101
Nhiễm sac thé được chuyền đổi thành giá trị số nguyên, dòng tương ứng trong mảng unknow là như sau
unknowns =54 213 0 1 2 3 0 31 21
Bước tiếp theo là thêm | vao mỗi nhãn số nguyên trong các ân số mảng Điều này được thực hiện để duy trì một phương pháp nhất quán về các đặc điểm ghi nhãn
trong các cơ sở dữ liệu khác nhau được sử dụng với thuật toán đi truyền Thêm | vào mỗi mã định danh sẽ tạo ra lựa chọn đầu tiên 1, thay vì 0 Điều này hoạt động
tốt với các hệ thống lưu trữ cơ sở dữ liệu, vì nhóm đặc tính đầu tiên được lưu trữ ở
hàng Ï chứ không phải hàng 0
Theo ví dụ được thiết lập trước đó trong phần này, các giá trị mới cho hàng
không xác định sẽ được cung cấp bởi,
Trang 39unknowns=55 214 1 2 3 4 I 32 22
3.3.1 Hệ thống dầm chính
Hệ thông dâm chính được lây từ 256 tiết diện dam trong từ D20-200 đến D50-
600 Gen của dầm chính có 8 chữ số tương đương 2Ÿ = 256 lựa chọn Dữ liệu dam
chính được lưu trữ trong một tập tin Excel có tên 'W_ Shapes.xls' Mỗi hàng của tập
tin đại điện cho một tiết điện, mỗi tiết điện có 15 thuộc tính được mô tả trong Bang
3.1: Bảng dữ liệu dầm có đầy đủ các thông số của tiết điện được nhập vào Matlab
bằng cách sử dụng hàm xisrzezd Trong Matlab, các thông số của tiết diện được lưu trữ trong mảng co tén wfGird Cac mang wfGird c6 kich thudc (popSize x 15) va chứa các thông số cụ thể cho dầm chính của mỗi cá thể trong dân số
Vi du: unknowns =55 214 1 2 3 4 1 32 22
Theo đó, các thông số tương wimg hang 55 cua hang wfTab duoc sao chép vao mang wfGird
wiGird=22 96 122 23 0,8 66 0,8 11997,87 1052,44 1,43 3329 3,94 0,2 0 12897,08 Bang 3.1: Bảng dữ liệu dâm có đây đủ các thông số của tiết diện
Trang 403.3.2 Dầm phụ
Tương tự dầm chính, dầm phụ cũng được được lây từ 256 tiết diện dầm trong từ D20-200 đến D50-600 Dữ liệu dầm chính được lưu trữ trong một tập tin Excel
có tên 'LVTS_QUANG.xls' Các thông số của dầm phụ được thu thập và lưu trữ
tương tự như dầm chính Tuy nhiên, dữ liệu của dầm phụ được lưu trữ trong mảng wfBeam 3.3.3 Sàn thép và sàn bê tông Thông số tiếp theo của mỗi cá nhân trong dân số có liên quan tới 4 gen trong 9 gen của nhiễm sắc thể Bốn gen đó là: - - Loại bê tông - _ Chiều cao sàn thép - _ Chiều dày bê tông - - Loại sàn thép
Đề bắt đầu quá trình này, hai thông số loại bê tông và chiều cao của sàn thép
trong mang unknowns sẽ được khảo sát Mỗi thông số có 2 sự lựa chọn, do đó có
bón kết hợp đó là:
- _ Bê tông nhẹ (trọng lượng riêng bằng 1760kg/m”) với chiều cao sàn thép 1,5 inch (3,81cm) ky higu LW1.5 luu tri trong bang tinh Excel mang tén
LW_1_5.xls
- _ Bê tông thường (trọng lượng riêng bằng 2500kG/m) với chiều cao sàn
thép 1,5 ¡inch (3,5lcm) ký hiệu NWI.Š5 lưu trữ trong bảng tính Excel mang tên NW_1_5.xls
- - Bê tông nhẹ với chiều cao sàn thép 3 inch (7,62cm) ký hiệu LW3.0 lưu trữ
trong 4 bang tinh Excel LW_3_0.xls
- Bé téng thuong voi chiéu cao san thép 3 inch (7,62cm) ky higu NW3.0 lưu trit trong 4 bang tinh Excel NW_3_0.xls
Các thông số lién quan duoc thé hién trong bang 3.1