Σύγχρονες μέθοδοι βελτιστοποίησης κατασκευών

Κουρνούτος, Σεραφείμ; Kournoutos, Serafeim

dc.contributor.author	Κουρνούτος, Σεραφείμ	el
dc.contributor.author	Kournoutos, Serafeim	en
dc.date.accessioned	2021-07-14T10:43:47Z
dc.date.available	2021-07-14T10:43:47Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53620
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21318
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Αλγόριθμοι	el
dc.subject	Βελτιστοποίηση	el
dc.subject	Τεχνικές	el
dc.subject	Διαχείριση	el
dc.subject	Περιορισμοί	el
dc.title	Σύγχρονες μέθοδοι βελτιστοποίησης κατασκευών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Δομική Μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-03-30
heal.abstract	Στις μέρες μας, ο σχεδιασμός ενός συστήματος που ικανοποιεί απλά και μόνο τις απαιτήσεις που σχετίζονται με την αντοχή και την ασφάλεια αυτού, δεν αρκεί πλέον, αφού κριτήρια όπως η ελαχιστοποίηση του κόστους ή γενικότερα των πόρων που απαιτούνται για την κατασκευή ή τη λειτουργία οποιουδήποτε συστήματος είναι εξίσου απαραίτητα. Έτσι, επιδιώκεται ο «βέλτιστος σχεδιασμός» ενός συστήματος δηλαδή ο σχεδιασμός εκείνος ο οποίος όχι μόνο ικανοποιεί τις απαιτήσεις λειτουργικότητας και αντοχής αλλά ικανοποιεί επίσης και κριτήρια όπως η ελαχιστοποίηση του κόστους, της ενέργειας ή του βάρους του συστήματος. Σκοπός αυτής της εργασίας είναι η παρουσίαση των μεθόδων βελτιστοποίησης που έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια και αφορούν κυρίως σε μετα-ευρεστικούς (metaheuristic) αλγορίθμους, δηλαδή αλγοριθμικές διαδικασίες στοχαστικού χαρακτήρα εμπνευσμένες από τις βιολογικές και φυσικές διεργασίες, καθόσον η αυξημένη πολυπλοκότητα και το μέγεθος των σημερινών προβλημάτων έχει καταστήσει τις προηγούμενες μεθόδους αναποτελεσματικές. Λαμβάνοντας υπόψη ότι, τα περισσότερα προβλήματα περιέχουν μεταβλητές οι οποίες υπόκεινται σε πληθώρα περιορισμών τόσο απλών όσο και σύνθετων, γίνεται μια εκτεταμένη ανάλυση στις διάφορες τεχνικές διαχείρισης περιορισμών (constraint handling techniques) που ενσωματώνουν οι αλγόριθμοι αυτοί καθόσον ο κατάλληλος συνδυασμός αλγορίθμου και τεχνικής διαχείρισης περιορισμών εγγυάται ότι θα οδηγήσει την αναζήτηση στην καθολική βέλτιστη λύση. Αρκετά παραδείγματα που αφορούν τόσο σε μεταλλικές κατασκευές όσο και σε κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα επιλύονται με διαφορετικούς αλγορίθμους και τα αποτελέσματά τους παρουσιάζονται και αναλύονται προκειμένου να αναδειχθεί αφενός η σημαντικότητα και αφετέρου η περιπλοκότητα και η ποικιλομορφία ενός «βέλτιστου σχεδιασμού». Συμπεραίνεται ότι δεν υπάρχει μία μοναδική μέθοδος που να βελτιστοποιεί όλα τα είδη των προβλημάτων. Άλλωστε, εάν ένας αλγόριθμος έχει καλή απόδοση σε μια συγκεκριμένη κατηγορία προβλημάτων, τότε εμφανίζει απαραίτητα χαμηλότερη απόδοση στο σύνολο όλων των υπόλοιπων προβλημάτων (no free lunch theorem).	el
heal.abstract	Nowadays, designing a system that simply meets the requirements related to its durability and safety is no longer enough, since criteria such as minimizing the cost or in general the resources required for the construction or operation of any system are just as necessary. Thus, the "optimal design" of a system is sought, i.e. the design that not only meets the requirements of functionality and durability but also meets criteria such as minimizing the cost, energy or weight of the system. The purpose of this diploma thesis is to present the optimization methods that have been developed in recent years and concern mainly on metaheuristic algorithms, i.e. stochastic algorithmic procedures inspired by biological and natural processes, as the increasing complexity and size of current problems has made the previous methods ineffective. Given that most problems contain variables that are subject to a variety of constraints both simple and complex, an extensive analysis of various constraint handling techniques incorporated by these algorithms is made, as the appropriate combination of an algorithm and a constraint handling technique will lead the search to the global optimal solution. Several examples concerning both metal and reinforced concrete structures are solved with different algorithms and their results are presented and analyzed in order to highlight on the one hand the importance and on the other hand the complexity and diversity of an "optimal design". It is concluded that there is no single method that optimizes all kinds of problems. After all, if an algorithm performs well in a particular category of problems, then it necessarily performs lower in all other problems according to the "no free lunch theorem".	en
heal.advisorName	Λαγαρός, Νικόλαος
heal.committeeMemberName	Τριανταφύλλου, Σάββας	el
heal.committeeMemberName	Θανόπουλος, Παύλος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής. Εργαστήριο Στατικής και Αντισεισμικών Ερευνών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	99 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false