Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Optimization of Concrete Beam Bridges: Development of Software for Design Automation and Cost Optimization
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering, Structural Engineering and Bridges.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Recent advances in the field of computational intelligence have led to a numberof promising optimization algorithms. These algorithms have the potential to findoptimal or near-optimal solutions to complex problems within a reasonable timeframe. Structural optimization is a research field where such algorithms are appliedto optimally design structures.

Although a significant amount of research has been published in the field ofstructural optimization since the 1960s, little of the research effort has been utilizedin structural design practice. One reason for this is that only a small portion ofthe research targets real-world applications. Therefore there is a need to conductresearch on cost optimization of realistic structures, particularly large structureswhere significant cost savings may be possible.

To address this need, a software application for cost optimization of beam bridgeswas developed. The software application was limited to road bridges in concretethat are straight and has a constant width of the bridge deck. Several simplificationswere also made to limit the scope of the thesis. For instance, a rough design ofthe substructure was implemented, and the design of some structural parts wereneglected.

This thesis introduces the subject of cost optimization, treats fundamentaloptimization theory, explains how the software application works, and presents acase study that was carried out to evaluate the application.

The result of the case study suggests a potential for significant cost savings. Yet,the speeding up of the design process is perhaps the major benefit that should inclinedesigners to favor optimization. These findings mean that current optimizationalgorithms are robust enough to decrease the cost of beam bridges compared to aconventional design. However, the software application needs several improvementsbefore it can be used in a real design situation, which is a topic for future research.

Abstract [sv]

Nya framsteg inom forskningen har lett till ett antal lovande optimeringsalgoritmer.Dessa algoritmer har potentialen att hitta optimala eller nästan optimala lösningartill komplexa problem inom rimlig tid. Strukturoptimering är ett forskningsområdedär dessa algoritmer tillämpas för att dimensionera konstruktioner på ett optimaltsätt.

Även om en betydande mängd forskning har publicerats inom området strukturoptimeringsedan 1960-talet, så har endast lite av forskningsinsatserna kommit tillanvändning i praktiken. Ett skäl till detta är att endast en liten del av forskningenär inriktad mot verklighetsförankrade tillämpningar. Därför finns det ett behov avatt bedriva forskning på kostnadsoptimering av realistiska konstruktioner, särskiltstora konstruktioner där betydande kostnadsbesparingar kan vara möjligt.

För att möta detta behov har ett datorprogram för kostnadsoptimering avbalkbroar utvecklats. Programmet begränsades till vägbroar i betong som är rakaoch har en konstant bredd. Flera förenklingar gjordes också för att begränsaomfattningen av arbetet. Till exempel implementerades en grov dimensionering avunderbyggnaden, och dimensioneringen av vissa komponenter försummades helt ochhållet.

Detta examensarbete presenterar ämnet kostnadsoptimering, behandlar grundläggandeoptimeringsteori, förklarar hur programmet fungerar, och presenterar enfallstudie som genomfördes för att utvärdera programmet.

Resultatet av fallstudien visar en potential för betydande kostnadsbesparingar.Trots det så är tidsbesparingarna i dimensioneringsprocessen kanske den störstafördelen som borde locka konstruktörer att använda optimering. Dessa upptäckterinnebär att aktuella optimeringsalgoritmer är tillräckligt robusta för att minskakostnaden för balkbroar jämfört med en konventionell dimensionering. Dock måsteprogrammet förbättras på flera punkter innan det kan användas i en verklig dimensioneringssituation,vilket är ett ämne för framtida forskning.

Place, publisher, year, edition, pages
2016.
Series
TRITA-BKN-Examensarbete, ISSN 1103-4297 ; 486
Keyword [en]
Structural Optimization, Cost Optimization, Metaheuristic, Beam Bridge, Genetic Algorithm, Pattern Search, Software, MATLAB
National Category
Civil Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-189273ISRN: KTH/BKN/EX--486--SEOAI: oai:DiVA.org:kth-189273DiVA: diva2:945092
External cooperation
ELU Konsult AB
Subject / course
Structural Design and Bridges; Structural Design and Bridges
Educational program
Master of Science in Engineering - Urban Management; Degree of Master - Civil and Architectural Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-06-30 Created: 2016-06-30 Last updated: 2016-06-30Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Optimization of Concrete Beam Bridges(2310 kB)240 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2310 kBChecksum SHA-512
62b881de381e474827baf76c1f8db3a6d59dd2232c61d2fe26532b7da5b62f495b29f683b18a6f1a27381674d75afe22309fe5956ca26c7fba1e54d0c415c431
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Structural Engineering and Bridges
Civil Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 240 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 540 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf