ÇERÇEVE SİSTEMLERİN SEZGİSEL ALGORİTMA TEKNİKLERİYLE OPTİMUM TASARIMI

Abstract

Yapısal optimizasyon günümüz şartları göz önünde bulundurulduğunda üzerinde durulması gereken bir konudur. Yapılar tasarlanırken birçok parametrenin olması optimum tasarımın önemini arttırmıştır. Optimum tasarım ise güvenlik, maliyet, sürdürülebilirlik ve estetik faktörlerini desteklemelidir. Literatür incelendiğinde optimum tasarımı elde etmek amacıyla birçok metot denenmiştir. Klasik metotların yanında bilgisayar teknolojilerinin gelişmesiyle yapay zekâ ve sezgisel algoritmaların kullanımı giderek artmıştır. Tez çalışması, çelik malzemeli çerçeve sistemlerin kesit optimizasyon tasarımı üzerinedir. Bu amaç doğrultusunda "Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına dair Yönetmelik, 2016" esas alnımıştır. Çalışma kapsamında oluşturulan kod tasarımıyla, çerçeve sistemdeki her eleman, tasarım sınırlayıcılarını sağlarken kesit havuzundan seçim yapması amaçlanmıştır. Tasarım problemi olarak iki açıklıklı, altı katlı ve otuz elemanlı çerçeve sistem ile birlikte üç açıklıklı, on katlı ve yetmiş elemanlı çerçeve sistem, SAP2000 programı kullanılarak tasarlanmıştır. Ayrıca sezgisel algoritmalar incelenmiş ve genetik algoritma kullanımı üzerinde durulmuştur. SAP2000 programının içeriği olan The Open Application Programming Interface (OAPI) bağlantısı ve sağladığı imkânlar hazır kaynaklı bir model tasarımına yardım etmektedir. Böylece VB.Net ortamında, SAP2000 OAPI bağlantısı sağlanmış ve sistem analiz verilerinin akışı sağlanmıştır. Sağlanan veri akışıyla genetik algoritma yapısı, optimizasyon algoritması yazılımına adapte edilmiş ve analizler yapılmıştır. Sonuç olarak kullanılan modellere ait optimum kesitler ve kütle-zaman grafikleri elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, SAP2000 programı tasarım menüsü sonuçları ve literatür sonuçlarıyla kıyaslanarak kullanılan yöntemin uygunluğu tartışılmıştır.

Structural optimization is an important issue to focus on when considering today's conditions. The fact that there are many parameters while designing the structures has increased the importance of optimum design. The optimum design should support the factors of safety, cost, sustainability and aesthetics. When the literature is examined, many methods have been tried in order to obtain the optimal design. With the development of computer technologies in addition to classical methods, the use of artificial intelligence and heuristic algorithms has gradually increased. The thesis is on the section optimization design of steel frame systems. For this purpose, "the 2016 Design, Calculation and Construction Principles of Steel Structures" has been taken into account. With the code design created within the scope of the study, it is aimed that each element in the frame system selects from the section pool while providing the design constraints. As a design problem, a two-span, six-storey and thirty-element frame system and a three-span, ten-storey and seventy-element frame system were designed using the SAP2000 program. In addition, heuristic algorithms have been studied and the use of genetic algorithms has been focused on. The Open Application Programming Interface (OAPI) connection, which is the content of the SAP2000 program, and the facilities it provides help design a ready-made source model. Thus, in the VB.Net, SAP2000 OAPI connection was provided and the flow of system analysis data was provided. With the provided data flow, the genetic algorithm structure was adapted to the optimization algorithm software and analyzes were performed. As a result, the optimal cross sections and the mass-time graphs of the models used were obtained. The obtained results were compared with the SAP2000 program design menu results and the literature results, and the suitability of the method used was discussed.