بهینه سازی در طراحی سازه های صنعتی باعث کاهش مصرف فولاد در سازه میشود، کاهش تولید فولاد، باعث کاهش آلودگی آب و هوا و حفظ محیط زيست می شود؛ از طرفی بهینه سازی انرژی باعث کاهش هزينه ی تمام شده ی سازهی صنعتی میگردد و اين سبب رغبت سرمايه گذار در پروژه های تولیدی و اقتصادی می شود. جهت بهینه سازی مقاطع غیرمنشوری در سازه های صنعتی در اين مقاله از روش الگوريتم ژنتیک استفاده می شود. يک روش بهنیه سازی است که از طبیعت الهام گرفته شده است؛ به اين گونه که افرادی که در طبیعت از نظر ژنتیکی دارای بهترين خصوصیت باشند، توانايی رقابت و باقیماندن را دارند. با استفاده از الگوريتم ژنتیک، پارامترهای بهینه کننده را به صورت يک سری ژن تعريف کرده و مجموع اين ژنها يک کروموزوم را تشکیل میدهند.

   با ايجاد اين کروموزوم و با استفاده از عملگرهای الگوريتم ژنتیک مثل تقاطع و جهش، کروموزوم های جديدی را ايجاد نموده که اين کروموزوم ها يک جمعیت را ايجاد میکنند که به بررسی وضعیت و معیار بهینگی اين جمیعت میپردازيم. برنامه نويسی الگوريتم ژنتیک در محیط نرمافزار MATLAB انجام گرفت؛ در ضمن در محیط MATLAB برنامه ای جهت ارتباط با نرم افزار SAP2000 نوشته شد تا در هر بار تولید يک کروموزوم که نمايندهی مشخصات يک قاب می باشد، اطلاعات به نرم افزار SAP2000 انتقال داده شود و آنالیز و کنترلهای فوق در محیط SAP2000 انجام گردد. کارائی برنامه نويسی انجام شده در اين تحقیق برای دو قاب با تکیه گاههای مفصلی و گیردار کنترل گرديد و کارائی آن مورد تائید قرار گرفته است. بهترين ورودی های الگوريتم ژنتیک برای رسیدن به سريعترين و بهینهترين جواب در حالت استفاده از انتخاب رقابتی، نرخ جهش 0.05 و وام ازدواج دو نقطه ای است.

مقدمه

   بهینه سازی در طراحی سازه های فولادی باعث کاهش مصرف فولاد و در نتیجه منجر به کاهش هزينه ی تمام شده ی سازه می شود و اين سبب افزايش رغبت سرمايه گذاران در پروژه های عمرانی می شود. از طرفی با توجه به اينکه صنعت فولاد از جمله صنايع آلوده کننده ی محیط زيست میباشد لذا با طراحی اقتصاری هر سازه، سهم سازه در آلودگی محیط زيست کاهش میيابد.
   بهینه سازی طراحی هر سازه از جمله سازه های صنعتی فرآيندی است که نیاز به انجام سعی و خطا زيادی دارد که اين کار زمان زيادی را از مهندسان  محاسب میگیرد. الگوريتم ژنتیک يکی از روشهايی است که میتوان از آن جهت مسائل بهینه سازی استفاده نمود. الگوريتم ژنتیک در سال 1792 توسط جان هلند معرفی شد و يک روش بهنیه سازی است که از طبیعت الهام گرفته شده است؛ به اين گونه که افرادی که در طبیعت از نظر ژنتیکی دارای بهترين خصوصیت باشند، توانايی رقابت و باقی ماندن بیشتری دارند. با استفاده از الگوريتم ژنتیک، پارامترهای بهینه کننده را به صورت يک سری ژن تعريف کرده و مجموع اين ژنها يک کروموزوم را تشکیل میدهند. با ايجاد اين کروموزوم و با استفاده از عملگرهای الگوريتم ژنتیک مثل تقاطع و جهش، کروموزومهای جديدی را ايجاد نموده که اين کروموزومها يک جمعیت را ايجاد میکنند که به بررسی وضعیت و معیار بهینگی اين جمیعت میپردازيم. علت استفاده از الگوريتم ژنتیک مزيتهای آن نسبت به ساير روشهای بهینه ساز می باشد که برخی از اين مزيتها عبارتند از:

   1- جستجوی چند جانبه و کار برروی جمعیتی از متییرها در آن واحد است. الگوريتم ژنتیک در يک جمعیت از جوابها و با مجموعهای از آنها شروع به جستجو میکند و جستجو را به يک جواب محدود نمیکند.
   2- صرفا از مقدار تابع هدف برای بهینهسازی استفاده میکند و نیازی به اطلاعات جانبی ديگر مانند مشتق تابع ندارد؛ به همین دلیل به راحتی میتوان از اين روش در بهینهسازی توابع منفصل و يا توابع دارای تیییرات ناگهانی استفاده کرد.
   3- الگوريتم ژنتیک بدون توجه به دامنه يک مسئلهی خاص،الگوريتم ژنتیک جستجوی خود را به کمک عملیات فوقالعاده سادهای انجام داده و بسیارساده و قابل درک است. در عمل، الگوريتم ژنتیک بهطور حیرتآوری در جستجوی فضاهای پیچیده کاملا غیرخطی و چند بعدی بهصورت سريع و موثر عمل می کند.
   4- الگوريتم ژنتیک کلی بوده و مستقل از اجزای آن می باشد. الگوريتم ژنتیک به خاطر طبیعت تکاملی، جوابها را بدون توجه به طرز کار ويژه مسئله، جستجو میکند و میتواند با هر نوع تابع هدف و محدوديت در فضای جستجو عمل کند و لذا اين الگوريتم از انعطافپذيری بالايی برخوردار است.
    5- در الگوريتم ژنتیک، محاسبات به طور دقیق انجام شده و هیچ گونه تقريبی نظیر خطیسازی تابع هدف، گِرد کردن نتايج وتغییر متغییرهای گسسته به پیوسته و بالعکس وجود ندارد.