This paper proposes the use of enhanced comprehensive learning particle swarm optimization (ECLPSO), combined with a Gaussian local search (GLS) technique, for the simultaneous optimal size and shape design of truss structures under applied forces and design constraints. The ECLPSO approach presents two novel enhancing techniques, namely perturbation-based exploitation and adaptive learning probability, in addition to its distinctive diversity of particles. This prevents the premature convergence of local optimal solutions. In essence, the perturbation enables the robust exploitation in the updating velocity of particles, whilst the learning probabilities are dynamically adjusted by ranking information on the personal best particles. Based on the results given by ECLPSO, the GLS technique takes data from the global best particle and personal best particles in the last iteration to generate samples from a Gaussian distribution to improve convergence precision. A combination of these techniques results in the fast convergence and likelihood to obtain the optimal solution. Applications of the combined GLS-ECLPSO method are illustrated through several successfully solved truss examples in two- and three-dimensional spaces. The robustness and accuracy of the proposed scheme are illustrated through comparisons with available benchmarks processed by other meta-heuristic algorithms. All examples show simultaneous optimal size and shape distributions of truss structures complying with limit state design specifications.

Cường độ bê tông là thông số quan trọng ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của kết cấu nhưng mức độ ảnhhưởng của thông số này đến ứng xử cắt của dầm cao bê tông sợi thép trong các nghiên cứu hiện có vẫn chưa rõ. Bài báo phân tích thực nghiệm mức độ ảnh hưởng của cường độ bê tông đến đặc trưng chịu lực, biến dạng và đánh giá khả năng áp dụng mô hình thanh chống - giằng (STM) vào dự đoán khả năng chịu lực của dầm cao bê tông sợi thép. Chương trình thực nghiệm thực hiện trên hai dầm cao kích thước 150×500×2000 mm với hàmlượng sợi thép là 45 kg/m3, cường độ chịu nén của bê tông là 43,1 và 58,1 MPa. Hàm lượng cốt dọc chịu kéo và cốt đai trong dầm được thiết kế theo tiêu chuẩn ACI 318 lần lượt là 1,77 và 0,3%. Kết quả cho thấy bê tông có cường độ chịu nén cao hơn giúp tăng hiệu quả sử dụng sợi thép trong việc cải thiện khả năng kháng cắt, kiểm soát nứt và duy trì độ cứng của dầm, khả năng hấp thụ năng lượng cũng như độ dẻo dai của dầm, nhưng mô hình STM hiện tại dự đoán khá thấp khả năng chịu lực của dầm cao bê tông sợi thép so với thực nghiệm.

Trong bối cảnh hầu hết các nghiên cứu về ứng xử cắt của dầm cao bê tông sợi thép đều được thực hiện trên dầm đơn giản, bài báo này phân tích thực nghiệm và làm rõ hiệu quả làm việc của sợi thép trong việc cải thiện các đặc trưng kết cấu của dầm cao bê tông sợi thép liên tục chịu tác dụng bởi lực cắt và so sánh với trường hợp dầm đơn giản. Chương trình thực nghiệm được thực hiện trên 4 dầm cao bê tông sợi thép với hàm lượng sợi thay đổi lần lượt là 0 và 30 kg/m3 bê tông. Các dầm được chia thành hai nhóm; trong đó, nhóm A (các dầm đơn giản) có kích thước hình học 2000×500×150 (mm) và nhóm B (các dầm liên tục hai nhịp) có kích thước 3600×500×150 (mm). Các mẫu dầm được thiết kế theo tỉ lệ mô hình là 1:4 so với dầm cao thực tế. Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng sợi thép giúp cải thiện đáng kể các đặc trưng kết cấu gồm khả năng kiểm soát vết nứt xiên, sức kháng cắt, khả năng biến dạng và hấp thụ năng lượng cũng như tính dẻo dai của cả dầm đơn giản và liên tục. Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng hiệu quả gia cường của sợi thép cho dầm liên tục có xu hướng giảm đáng kể so với cho trường hợp dầm đơn giản.

This paper investigates a lower-bound limit analysis procedure that conducts sequential Cell-based Smoothed Finite Element (CS-FE) analyses within an effective elastic compensation method to assess the ultimate loading capacity well-known as a limit load of perfectly-plastic engineering structures. In essence, the one-subcell version of the four-node CS-FEM which addresses the incompressibility locking issue with ease is adopted. This is of great importance as the criss-cross typed meshes are no longer mandatory such as those would be required when using linear three-node elements. Additionally, the present iterative modulus variation procedure enhanced by stress recovery techniques allows the yield conformity to be satisfied over an entire Q4 element through a series of elastic solving analyses resulting in the stability and fast convergence of collapse loads. Consequently, step-by-step intricate inelastic analyses are eliminated, and hence the computational cost is significantly lower. Two numerical examples demonstrate the efficiency and robustness of the proposed yield design approach.