การออกแบบอย่างเหมาะสมสำหรับอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กด้วยอัลกอริทึมการจำลองการอบเหนียว

Abstract

ในการออกแบบโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก นอกจากวิศวกรผู้ออกแบบต้องคำนึงถึงความปลอดภัยเป็นหลักแล้ว ความประหยัดเป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง งานวิจัยนี้ได้นำอัลกอริทึมการจำลองการอบเหนียวมาประยุกต์ใช้ในการออกแบบโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กอย่างเหมาะสมตามมาตรฐาน ACI 318M-11 ร่วมกับภาษาจาวา เพื่อหาค่าวัสดุก่อสร้างรวมต่ำสุด กรณีศึกษาที่ใช้คือ คาน เสา และโครงข้อแข็งพอร์ทัล รับน้ำหนักบรรทุกคงที่และน้ำหนักบรรทุกจรในแนวดิ่ง ค่าวัสดุก่อสร้างรวมของโครงสร้างคำนวณจากปริมาตรคอนกรีต พื้นที่แบบหล่อ และน้ำหนักเหล็กเสริม ผลการคำนวณออกแบบกรณีศึกษาในที่นี้พบว่า โครงสร้างที่มีค่าวัสดุก่อสร้างรวมต่ำสุด ประกอบไปด้วยชิ้นส่วนคานและเสาที่มีความกว้างต่ำ แต่มีความลึกมาก ส่วนปริมาณเหล็กเสริมจะขึ้นอยู่กับกำลังที่ต้องใช้แบกรับน้ำหนักบรรทุกและราคาต่อหน่วยเมื่อเทียบกับคอนกรีต ดังนั้น หากราคาต่อหน่วยของวัสดุเปลี่ยนแปลงไป คำตอบที่ได้ก็จะเปลี่ยนไปด้วย นอกจากนี้ ในกรณีศึกษาการวางแผ่นพื้นสำเร็จรูป พบว่าการวางแผ่นพื้นในทิศทางเดียวกัน มีคานที่ไม่ต้องรับน้ำหนักบรรทุกจากพื้น ซึ่งสามารถใช้หน้าตัดขนาดเล็กได้ จึงทำให้ได้ราคาวัสดุก่อสร้างรวมต่ำที่สุด อย่างไรก็ตาม แม้อัลกอริทึมการจำลองการอบเหนียวจะสามารถค้นหาคำตอบได้ดี แต่ระยะเวลาที่ใช้คำนวณยังค่อนข้างมาก โดยเฉพาะปัญหาที่มีตัวแปรจำนวนมาก