Ứng dụng thuật toán SHAMODEWO trong tối ưu hóa đa mục tiêu kết cấu khung thép cao tầng với phân tích phi tuyến

Tóm tắt

Tối ưu hóa đa mục tiêu kết cấu khung thép cao tầng là một bài toán phức tạp, đòi hỏi cân bằng giữa trọng lượng vật liệu và chuyển vị, đồng thời xét đến ứng xử phi tuyến và các ràng buộc thực tế. Bài báo đề xuất ứng dụng thuật toán SHAMODEWO (Success-History based Adaptive Multi-Objective Differential Evolution with Weighted Operators) để giải quyết vấn đề này, kết hợp phân tích trực tiếp (direct analysis) theo các tiêu chuẩn thiết kế AISC. SHAMODEWO là thuật toán lai dựa trên SHADE, kết hợp kỹ thuật p-best từ DE và xếp hạng không trội từ NSGA-II, sử dụng kho lưu trữ ngoài để tăng đa dạng tập nghiệm Pareto và điều chỉnh tham số tự động nhằm cải thiện hiệu suất hội tụ. Phương pháp này vượt trội so với các thuật toán truyền thống nhờ khả năng xử lý không gian giải không lồi, giảm số lượng đánh giá hàm mục tiêu và đảm bảo phân bố giải pháp tối ưu đều đặn. Hiệu quả của thuật toán được đánh giá thông qua trường hợp nghiên cứu khung 5×14, với các mục tiêu tối thiểu hóa trọng lượng và độ lệch tầng của kết cấu dưới tác dụng của tải trọng. Kết quả nghiên cứu chứng tỏ SHAMODEWO là công cụ hiệu quả cho thiết kế kết cấu phức tạp, góp phần tiết kiệm tài nguyên và nâng cao độ tin cậy trong kỹ thuật xây dựng.