Optimum design of construction works in general and steel frame structures in particular has attracted increasing attention, thanks to the strong development of computer science as well as the increasing cost of construction materials. For steel frame structures, the total cost/volume of the building is usually minimized based on the design variables that are the typical cross sections of the components. Besides, the behavior of the steel frame is non-linear and inelastic, so the optimization problem of the steel frame is highly non-linear. On that basis, in this paper, a meta-heuristic optimization algorithm based on DE differential evolution algorithm aims to optimize the steel frame mass using direct analysis technique. Two algorithms Jaya and swarm optimization (PSO) are used to evaluate the efficiency of the algorithm built through an example of a 3-span x 10-storey steel frame. The calculation results show that the proposed method has found the optimal solution better and uses rather much less number of structural analysis times than Jaya and PSO algorithms. Key words: Steel frame
direct analysis
Meta- heuristic
differential evolutionTối ưu trong thiết kế công trình nói chung và hệ khung thép nói riêng thu hút sự quan tâm ngày càng lớn nhờ sự phát triển mạnh mẽ của khoa học máy tính cũng như sự tăng cao của chi phí vật liệu xây dựng. Đối với kết cấu khung thép, tổng giá thành/khối lượng của công trình thường được tối thiểu hóa dựa trên biến thiết kế là các tiết diện điển hình của các cấu kiện. Cùng với đó, ứng xử của khung thép là phi tuyến tính và phi đàn hồi nên bài toán tối ưu khung thép có tính phi tuyến rất cao. Trên cơ sở đó, trong bài báo này, một thuật toán tối ưu meta- heuristic trên cơ sở thuật toán tiến hóa vi phân DE nhằm tối ưu hóa khối lượng khung thép sử dụng phân tích trực tiếp. Hai thuật toán tối ưu Jaya và tối ưu bầy đàn (PSO) được sử dụng để đánh giá hiệu quả của thuật toán được xây dựng thông qua ví dụ khung thép 3 nhịp x 10 tầng. Kết quả tính toán cho thấy phương pháp được đề xuất tìm kiếm được nghiệm tối ưu tốt hơn và sử dụng số lần phân tích kết cấu ít hơn khá nhiều so với Jaya và PSO. Từ khóa: Khung thép
phân tích trực tiếp
Meta- heuristic
tiến hóa vi phân