Fulltext

Optimum Design of Reinforced Concrete Flat Slabs

التصميم الامثل للسقوف الخرسانية المسلحة المسطحة باستخدام الخوارزميات الجينية

Alaa C. Ghaleb --- Mohammed A. Jennam

Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا
ISSN: 16816900 24120758 Year: 2015 Volume: 33 Issue: 9 Part (A) Engineering Pages: 2049-2065
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Abstract

This paper deals with the problem of optimum design of reinforced concrete flat slabs by genetic algorithm. Four case studies are discussed; flat slabs with and without edge beams, and, flat-plate with and without edge beams. The cost function represents the cost of concrete, steel reinforcement, and formwork. The design variables are: the effective depth of the slab, dimensions of drop panel, the area of flexural reinforcement at the critical sections of slab, and of edge beams. The constraints are taken on slab dimensions, and area of steel reinforcements. The results showed that the optimum ratio of (effective depth /span length) are within the ranges (1/39-1/27) for flat slabs without edge beams, (1/43-1/30) for flat slabs with edge beams , (1/30-1/23) for flat-plate without edge beams and (1/35-1/25) for flat-plates with edge beams. It is also found, that for same span length, the flat slab without edge beams is more economical slab types.

يتركز موضوع هذه الدراسة على حل مسألة التصميم الانشائي الامثل للسقوف الخرسانية المسطحة والالواح المسطحة باستخدام الخوارزميات الجينية. المسائل التي درست شملت اربع حالات: الحالة الاولى تمثل سقف مسطح بدون جسور خارجية والحالة الثانية تمثل سقف مسطح مع جسور خارجية الحالة الثالثة تمثل لوح مسطح بدون جسور خارجية اما الحالة الرابعة فتمثل لوح مسطح مع جسور خارجية. دالة الهدف في هذه الدراسة عبرت عن كلفة الخرسانة وكلفة حديد التسليح وكذلك كلفة القالب للسقف بأكمله. وحددت متغيرات التصميم بما يلي: العمق الفعال للسقف، ابعاد الجزء النازل، وحديد التسليح للانحناء في مناطق العزوم القصوى وكذلك حديد التسليح للجسور الخارجية في حاله وجودها. اما المقيدات فقد شملت مقيدات على ابعاد السقف وكمية حديد التسليح. بينت النتائج المستحصلة من الدراسة بأن نسبة العمق الفعال الى طول الفضاء يجب ان تكون (1/39-1/27) للوصول للتصميم الامثل للسقوف المسطحة بدون جسور خارجية بينما في حالة السقوف المسطحة مع جسور جانبية فيجب ان تكون النسبة (1/43-1/30). اما في حالة الاللواح المسطحة بدون جسور خارجية فان هذه النسبة تكون (1/30-1/23) و (1/35-1/25) في حالة وجود الجسور الجانبية.

Keywords

optimum design --- genetic algorithms --- flat slabs --- flat plates --- reinforced concrete slabs.