Optimum Design of Prestressed Concrete Plank Girder Using Bisection Algorithm

Abstract

This research proposes an application of a bisection algorithm for optimization design of prestressed concrete plank girder in order to determine the design parameters based on the Engineering Institute of Thailand standard, E.I.T. 1009 – 34, 2553 by strength design method for truck HS20 – 44 according to AASHTO LRFD 1992 standards. The algorithm was developed and compared with hill climbing algorithm using Microsoft Visual Basic 6.0 and it was tested with 5 frequently-used examples. The examples are single-span with the simply supported varied by length of girder. The objective function is to convergence the lowest price. The design variable consists of the strength of concrete (fc’), Yield strength of reinforcement steel (fy), Ultimate of prestressing strand (fpu) Sizes and quantities of reinforcing steel, Prestressing strand and the cross-section area of plank girder. The result from the experiment showed that bisection algorithm had 19.41 % faster processing time than hill climbing algorithm.

งานวิจัยนี้นำเสนอการประยุกต์ใช้อัลกอริทึมแบ่งครึ่งช่วงสำหรับการออกแบบหน้าตัดคานสะพานคอนกรีตอัดแรงที่เหมาะสม เพื่อหาตัวแปรออกแบบตามมาตรฐานของวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย วสท. 1009-34, 2553 ด้วยวิธีกำลัง สำหรับน้ำหนักของรถบรรทุกแบบ HS20 – 44 ตามมาตรฐาน AASHTO LRFD 1992 อัลกอริทึมถูกพัฒนาและเปรียบเทียบกับฮิลไคลมิงอัลกอริทึมด้วยโปรแกรมไมโครซอฟท์วิชวลเบสิก 6.0 และทดสอบกับตัวอย่างที่ใช้บ่อย 5 ตัวอย่าง เป็นคานช่วงเดียวมีฐานรองรับแบบง่ายที่แตกต่างกันที่ช่วงความยาวพาด ซึ่งมีฟังก์ชันเป้าหมายคือหาราคาต่ำสุด ตัวแปรออกแบบประกอบด้วย กำลังของคอนกรีต (fc’) จุดครากของเหล็กเสริม (fy) กำลังดึงประลัยของลวดเกลียวอัดแรง (fpu) ขนาดและปริมาณเหล็กเสริม ลวดเกลียวอัดแรง และขนาดของหน้าตัดคาน จากผลการศึกษาพบว่า รอบเฉลี่ยร้อยละ 19.41 ของอัลกอริทึมแบ่งครึ่งช่วง มีการประมวลผลลัพธ์ที่รวดเร็วกว่าฮิลไคลมิงอัลกอริทึม