شکل ۳- ۵- مقایسه طیف متوسط جذر مجموع مربعات رمزدهی دودویی با مقادیر متغیرهای پیشنهادی سیف[۸] ۱۰۵
شکل ۳- ۶- مقایسه طیف پاسخ متوسط جذر مجموع مربعات رمزدهی حقیقی با مقادیر متغیرهای پیشنهادی سیف[۸] ۱۰۷
شکل ۳- ۷- نمودار برازش تابع شایستگی الگوریتم ژنتیک دودویی ۱۰۸
شکل ۳- ۸- طیف پاسخ مقیاس شده شتابنگاشت های بدست آمده از برنامه ژنتیک دودویی و طیف متوسط جذر مجموع مربعات در مقایسه با طیف آیین نامه ۲۸۰۰ ۱۰۸
شکل ۳- ۹- طیف پاسخ مقیاس شده شتابنگاشت ها و طیف متوسط جذر مجموع مربعات مرجع [۳۰] ۱۰۹
شکل ۳- ۱۰- مقایسه طیف متوسط جذر مجموع مربعات رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه برای نسل ۵۰تایی ۱۱۲
( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
شکل ۳- ۱۱- مقایسه طیف متوسط جذر مجموع مربعات رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه برای نسل ۲۰۰تایی ۱۱۳
شکل ۳- ۱۲- مقایسه طیف متوسط جذر مجموع مربعات رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه برای نسل۵۰۰تایی ۱۱۵
شکل ۳- ۱۳- بررسی و مقایسه طیف های پاسخ با تکرار نسل های مختلف ۱۱۵
شکل ۳- ۱۴- مقایسه طیف متوسط رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه برای جامعه با تعداد فرد ۵۰تایی ۱۱۷
شکل ۳- ۱۵- مقایسه طیف متوسط رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه برای جامعه ۳۰۰ عضوی ۱۱۹
شکل ۳- ۱۶- مقایسه و بررسی طیف های پاسخ بهترین نتایج بدست آمده با طیف طرح برای تعدادفرد مختلف ۱۱۹
شکل ۳- ۱۷- مقایسه طیف متوسط جذر مجموع مربعات رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه ۱۲۱
شکل ۳- ۱۸- مقایسه طیف متوسط جذر مجموع مربعات رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه ۱۲۲
شکل ۳- ۱۹- مقایسه و بررسی طیف های پاسخ بهترین نتایج بدست آمده با طیف طرح ۱۲۳
شکل ۳- ۲۰- مقایسه طیف متوسط رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه برای بررسی حد بالا ۰٫۲ ضرایب ۱۲۵
شکل ۳- ۲۱- مقایسه طیف متوسط جذر مجموع مربعات رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه برای ۱۲۶
شکل ۳- ۲۲- مقایسه و بررسی طیف های پاسخ بهترین نتایج بدست آمده با طیف طرح ۱۲۷
شکل ۳- ۲۳- مقایسه طیف متوسط جذر مجموع مربعات رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه ۱۲۹
شکل ۳- ۲۴- مقایسه طیف متوسط رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه برای بررسی همبری کروموزوم اول برابر ۰٫۹ ۱۳۰
شکل ۳- ۲۵- مقایسه و بررسی طیف های پاسخ بهترین نتایج بدست آمده با طیف طرح ۱۳۱
شکل ۳- ۲۶- مقایسه طیف متوسط جذر مجموع مربعات رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه ۱۳۳
شکل ۳- ۲۷- مقایسه طیف متوسط با طیف طرح آیین نامه برای بررسی نرخ همبری کروموزوم دوم برابر ۰٫۹ ۱۳۴
شکل ۳- ۲۸- مقایسه و بررسی طیف های پاسخ بهترین نتایج بدست آمده با طیف طرح ۱۳۵
شکل ۳- ۲۹- مقایسه طیف پاسخ متوسط با طیف طرح آیین نامه برای بررسی نرخ جهش کروموزوم اول ۰٫۰۰۱ ۱۳۷
شکل ۳- ۳۰- مقایسه طیف متوسط رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه برای بررسی جهش کروموزوم اول برابر با۰٫۰۱ ۱۳۸
شکل ۳- ۳۱- مقایسه و بررسی طیف های پاسخ بهترین نتایج بدست آمده با طیف طرح ۱۳۹
شکل ۳- ۳۲- مقایسه طیف متوسط جذر مجموع مربعات رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه ۱۴۱
شکل ۳- ۳۳- مقایسه طیف متوسط رمزدهی دودویی با طیف طرح آیین نامه برای بررسی جهش کروموزوم دوم ۰٫۰۰۱ ۱۴۲
شکل ۳- ۳۴- مقایسه و بررسی طیف های پاسخ بهترین نتایج بدست آمده با طیف طرح ۱۴۳
شکل ۳- ۳۵- نمودار روند بهبو تابع شایستگی پس از کنترل مقادیر پارامتری ژنتیک دودویی ۱۴۵
شکل ۳- ۳۶–سمت راست شتابنگاشت های منتخب مقیاس شده سمت چپ شتابنگاشت های منتخب مقیاس نشده ۱۴۵
شکل ۳- ۳۷- ساختار الگوریتم ژنتیک هیبریدی ۱۴۷
شکل ۳- ۳۸- نمودار برازش برنامه هیبریدی ۱۴۹
شکل ۳- ۳۹- مقایسه طیف پاسخ بدست آمده توسط الگوریتم هیبریدی با طیف طرح ۱۴۹
شکل ۳- ۴۰- نمودار میله ای برای مقایسه خطاهای ۲۲ ترکیب از دو برنامه الگوریتم ژنتیک دودویی و حقیقی اجرا شده ۱۵۰
فصل اول
(کلیات و پیشینه پژوهش)
۱-۱ مقدمه
فلات ایران سابقه لرزه خیزی طولانی دارد و بررسی تاریخ کهن بر وقوع زلزله در سه هزار سال قبل از میلاد مسیح گواه است. امبرسز در یک بررسی تاریخی سابقه نزدیک به شش هزار زلزله را که از دو هزار سال قبل در این سرزمین رخ داده از منابع تاریخی استخراج نموده و مورد تحلیل قرار داده است. که این نتایج نشان داده مناطق فعال در ادوار مختلف کم و بیش بر هم منطبق هستند.
با توجه به این مسئله که کشور ایران در روی چندین گسل زلزله واقع شده است و ساختمان های ناپایدار که همه ساله شاهد ویرانی آنها در مقابل رخداد های زلزله هستیم، باید به دنبال راه هایی برای این مشکل گشت. حرکت زمین در هنگام زلزله می تواند خسارات شدیدی بر ساختمانها و تجهیزات داخل آنها وارد نماید. هنگامیکه شتاب، سرعت و تغییر مکانهای زمین به سازه اعمال می شوند در اغلب حالات تقویت شده و تقویت شدن این جنبش ها باعث ایجاد نیروها و تغییر مکانهای زیاد در سازه می شود. عوامل زیادی بر حرکت زمین و تقویت آنها اثر می گذارند. به منظور بررسی رفتار یک سازه و طراحی ایمن و اقتصادی آن لازم است که اثر این عوامل مورد توجه قرار گیرند[۵].
ارزیابی و شناخت زلزله هایی که در آینده ممکن است به وقوع بپیوندد از مسائل مهم مهندسی زلزله و سازه می باشد، که نیازمند شناخت و پیش بینی زلزله محتمل و خصوصیات آن در منطقه و همچنین شناخت رفتار سازه تحت این زلزله می باشد. در روش های تحلیل دینامیکی نیروی جانبی زلزله با بهره گرفتن از بازتاب دینامیکی که سازه بر اثر حرکت زمین ناشی از زلزله، از خود نشان می دهد، بدست می آید. این روش ها شامل روش “تحلیل طیفی” و روش “تحلیل تاریخچه زمانی” است. حرکت زمین، که از آن در تحلیل های دینامیکی استفاده می گردد باید حداقل، شرایط زلزله طرح را داشته باشد. آثار حرکت زمین به یکی از دو صورت “طیف بازتاب شتاب” و یا “تاریخچه زمانی شتاب” تعیین می گردد[۳]. برای طیف بازتاب شتاب می توان از طیف طرح استاندارد و یا از طیف طرح ویژه ساختگاه مطابق ضوابط آیین نامه استفاده نمود.
عموما سازه ها هنگامی که تحت زلزله های قوی قرار می گیرند وارد محدوده غیر خطی می شوند، به همین دلیل تحلیل غیر خطی تاریخچه زمانی سازه مهم می باشد. تحلیل های غیرخطی تاریخچه زمانی[۱]، در تحلیل لرزه ای و طراحی سازه رایج تر است. آیین نامه های مربوط به سازه های جداساز لرزه ای، مقررات حاکم بر تحلیل های غیرخطی تاریخچه زمانی را شامل می شوند. حدود دو دهه است که در اروپا و آمریکا مقررات آیین نامه های حاکم بر تحلیل های تاریخچه زمانی تشریح شده است. با وجود اینکه خطر لرزه ای در یک محل(سایت) برای مقاصد طراحی بوسیله طیف طرح[۲]، ارائه شده است تقریبا همه ی آیین نامه های طراحی، برای مقیاس نمودن[۳] و انتخاب تاریخچه ی زمانی زمین لرزه مطابق با طیف طرح، به یک روش دقیق تری نیازمندند.
چندین روش برای مقیاس گذاری تاریخچه زمانی ارائه شده است. این روش ها شامل: روش های حوزه بسامد[۴] و روش های حوزه زمانی[۵] می باشد، که در روش های حوزه بسامد، مقدار بسامد، برای مطابقت دادن رکورد حرکت زمین دستکاری می شود. در روش حوزه زمانی مقدار دامنه رکورد حرکت زمین مقیاس می شود. صرفنظر از این روش ها تقریبا در همه ی نظریه های موجود، فرآیندهای انتخاب و مقیاس گذاری زلزله مطابق با طیف طرح جداگانه و مجزا می باشد[۳۰].
انتخاب حرکت زمین در تحلیل های دینامیکی بسیار مهم است زیرا حرکت ها تاثیر قابل توجهی در نتیجه تحلیل و همچنین خروجی طرح دارند. بنابراین، بدست آوردن یک مجموعه از حرکات زمین با تخمین دقیق از پاسخ لرزه ای سازه بر اساس خطر لرزه ای محلی که سازه در آن واقع شده، بسیار مهم می باشد. اخیرا دسترسی به داده های دیجیتال آنلاین و همین طور دسترسی به شتابنگاشت های زمین لرزه های واقعی افزایش یافته است. اگر چه بسته به شرایط ایستگاه ثبت شتابنگاشت، بزرگی زلزله منبع، محل ثبت رکورد حرکت زمین، نوع گسل، نوع خاک، مدت زمان حرکت ها، مشخصات طیفی تفاوت های زیادی دارند.
هدف اصلی در این تحقیق، انتخاب یک ترکیب مناسب از مجموعه رکوردهای زلزله در یک محل مشخص (سایت) که با طیف طرح تطبیق پیدا کرده و کمترین اختلاف را با آن داشته باشد، است. مشخصات لازم جهت مقیاس نمودن رکورد زلزله، متغیرهای عددی ای هستند که در یک محدوده خاص توسط کاربر اعمال می شوند. بنابراین فاز و شکل طیف پاسخ[۶] زمین لرزه دست نخورده باقی می ماند. برخلاف روش های متداول جهت مقیاس کردن، که در آن ابتدا مجموعه ای از رکوردهای زلزله از پیش تعیین شده و سپس، مقیاس نمودن را با طیف طرح تطبیق می دادند، روش ارائه شده قادر است از یک مجموعه شامل هزاران رکورد زلزله، جستجو کرده و یک زیر مجموعه از رکوردهایی که مطابق طیف هدف[۷] می باشند را معرفی کند، که این وظیفه توسط الگوریتم ژنتیک[۸] انجام می شود. الگوریتم ژنتیک سرآمد روش های تکاملی می باشد و نیازی به اطلاعات گرادیان ندارد. پیاده سازی الگوریتم های ژنتیک با ایجاد یک جمعیت[۹] اولیه از کروموزوم ها[۱۰] شروع می شود. سپس این ساختارهای اولیه ارزیابی شده و با توجه به میزان شایستگی به آنها فرصت تولید مثل داده می شود. معمولا میزان مطلوبیت راه حل ها با توجه به جمعیت فعلی تعیین می گردد. ساختار الگوریتم ژنتیک به این صورت است که حداقل باید دارای یک عضو در جمعیت اولیه خود باشد. این عضو وظیفه تولید یک جمعیت تازه و نمو آن را برای برآورده ساختن شرط پایانی، بر عهده دارد.
در الگوریتم ژنتیک اولین مرحله تکامل، تولید افراد می باشد. در این الگوریتم ها پس از تولید جمعیت اولیه، نوبت به انتخاب دو والدین[۱۱] و تلفیق[۱۲] آنها در قالب یک یا دو فرزند[۱۳] و در نهایت جهش[۱۴] فرزندان می رسد. فرزندان جدید جایگزین یکی از افراد ضعیف تر نسبت به خود در جمعیت می شوند.
الگوریتم ژنتیک یک رویه تکراری می باشد که شامل یک جمعیت با اندازه ثابت است. هر یک از افراد این جمعیت با توجه به یک رشته محدود از سمبول ها ارائه می شوند که از آنها تحت عنوان ژنوم یاد می شود. هر یک از این ژنوم ها یک راه حل ممکن در فضای مسئله را کد می کنند. از فضای مسئله به فضای جستجو تعبیر می شود که این فضا تمام راه حل های ممکن مسئله را در بر می گیرد. عموما از الگوریتم های ژنتیک در مورد مسائلی استفاده می شود که فضای جستجوی آنها بسیار بزرگ بوده و روش های جستجوی معمول در مورد آنها کاربردی ندارد.
با توجه به هدف اصلی این تحقیق که بدست آوردن مجموعه حرکت زمین توسط الگوریتم ژنتیک، مطابق با طیف طرح آیین نامه ۲۸۰۰ ایران[۳] می باشد، الگوریتم ژنتیک می تواند، از میان جامعه نگاشت های واقعی زمین برای یک منطقه مشخص با نوع خاک مخصوص، به انتخاب و مقیاس گذاری برای بدست آوردن ترکیب مناسبی از حرکت های زمین، مطابق با طیف طرح معرفی شده در آیین نامه ۲۸۰۰ ایرن، بپردازد.
فرایند تحقیق به این صورت می باشد که، ابتدا بر اساس ویژگی های زلزله های مختلف رخ داده در جهان بر اساس نوع خاک، و فاصله ایستگاه از منبع زلزله مشخص، یک پایگاه داده[۱۵] انتخاب شده، سپس این داده ها را برای انواع مختلف خاک بسط داده خواهد شد و سپس الگوریتم ژنتیک به انتخاب طیف پاسخ ترکیب این رکوردها با مقایسه طیف آیین نامه خواهد پرداخت، و اگر معیار همگرایی[۱۶] ارضا شود آن مجموعه[۱۷] به عنوان یک فرد برای رکورد زلزله انتخاب می شود.( طیف پاسخ از بسط مجموعه های که متناسب با طیف طرح آیین نامه هستند بدست می آید). نتایج نشان میدهد که الگوریتم ژنتیک نتایج دقیقی را در انتخاب و مقیاس نمودن مجموعه های زلزله اصلی مطابق با طیف طرح تولید می کند. از نتایج این تحقیق می توان در دفاتر طراحی و مشاوره زمانی که انجام تحلیل های دینامیکی ضروری است، استفاده نمود.
