طراحی بهینه سازههای فضاکار، به دلیل پیچیدگی هندسی و حساسیت پاسخ آنها به شکل، از اهمیت ویژهای برخوردار است. گنبدهای فضاکار تکلایه به دلیل وزن کم، رفتار فضایی و قابلیت پوششدهی دهانههای بزرگ، کاربرد گستردهای در سازههای مدرن یافتهاند. با این حال، هندسهی این گنبدها، اعم از کروی، ژئودزیک یا چندضلعی، نه تنها بر ویژگیهای مودال و رفتار دینامیکی آنها اثرگذار است، بلکه در روند بهینهیابی مقاطع نیز نقش تعیینکنندهای دارد. بهینهیابی سازههای فضاکار به دلیل تعداد زیاد اعضا، قیود متنوع و حساسیت بالای رفتار دینامیکی آنها همواره از چالشهای اساسی در طراحی سازه به شمار میرود. در این پژوهش، گنبدهای فضاکار تکلایه با هدف کمینهسازی وزن کل سازه و انتخاب قطر و ضخامت اعضای لولهای به عنوان متغیرهای طراحی مورد بررسی قرار گرفته است. بهاین ترتیب فرآیند بهینهیابی نه تنها به کاهش مصرف مصالح و هزینه ساخت منجر میشود، بلکه به دلیل ماهیت انتخاب متغیرها (قطر و ضخامت)، به صورت مستقیم بر عملکرد مکانیکی اعضا و پایداری کلی گنبد تأثیر میگذارد. در کنار تابع هدف، سه دسته قید اساسی شامل کنترل لاغری اعضا، محدودیت جابهجایی گرهها و نسبت تنش مجاز اعمال گردیده است تا اطمینان حاصل شود که جوابهای بهینه نهتنها از دید کاهش وزن معتبر بوده، بلکه الزامات آییننامهای و شرایط بهرهبرداری را نیز تأمین میکنند. چنین ترکیبی از تابع هدف و قیود، به نوعی یک مسئلهی طراحی واقعی را بازتولید میکند و نتایج حاصل را برای کاربردهای عملی قابل اتکا میسازد. آنچه این پژوهش را متمایز میسازد، استفاده از تحلیل دینامیکی طیفی در نرمافزار اپنسیس برای محاسبه پاسخهای لرزهای و بهکارگیری الگوریتم گرگ خاکستری در محیط متلب برای فرآیند بهینهیابی است. تحلیل دینامیکی طیفی این امکان را فراهم میآورد که اثر مودهای مختلف ارتعاشی در پاسخ نهایی گنبد لحاظ شود و رفتار لرزهای سازه با دقت بیشتری پیشبینی گردد. در عین حال، الگوریتم گرگ خاکستری با بهرهگیری از تعادل جستجوی سراسری و محلی، ابزاری توانمند برای مواجهه با فضای طراحی پیچیده چنین مسائلی است. نتایج نشان داد که در هر دو گنبد، حداکثر تنشهای ایجادشده به حد ظرفیت مجاز خود رسیدهاند، با این حال، ظرفیت جابهجایی سازه همچنان باقی است.
