Optimum Design of Steel Frames Using Different Stochastic Techniques

Abstract

Bu çalışmada rijit çelik çerçevelerin Av Arama, Parçacık Sürü ve Büyük Patlama - Büyük Çöküş optimizasyon yöntemlerini temel alan üç farklı optimum tasarım algoritması sunulmuştur. Av Arama optimizasyon algoritması kurt, aslan, yunus gibi hayvanların grupça avlanmalarından esinlenilerek geliştirilmiştir. Grupta yer alan hayvanlar (avcılar) avlarını bir daire içine alır ve yakalarlar. Avcılar, kokularının av tarafından hissedilmemesi için rüzgâra doğru durmazlar. Bu avcılardan her birisi yapısal bir optimizasyon problemi için aday bir çözüm oluşturur. Parçacık Sürü optimizasyon algoritması sürü halinde hareket eden kuş, balık ve böceklerden esinlenerek geliştirilmiş bir yöntemdir. Sürüdeki her hayvan (parçacık) kendi konumunu sürüde bulunan diğer parçacıklara ve kendisinin bir önceki konumuna göre düzenler. Hedefe ulaşıncaya kadar bu süreç devam eder. Büyük Patlama – Büyük Çöküş optimizasyon algoritması evrenin büyük patlama ve büyük çöküş hipotezinden esinlenilmiştir. Büyük Patlama evresinde Merkez Noktası ya da Kütle Merkezi olarak adlandırılan benzersiz bir nokta üretilmektedir. Algoritma kapsamında Kütle Merkezi yakınlarında yeni adaylar belirlenir, uygunlukları hesaplanır ve içlerinden en iyisi seçilir. Çalışma kapsamında üç katlı üç açıklıklı, beş katlı üç açıklıklı ve yedi katlı üç açıklıklı olmak üzere üç adet çelik çerçevenin bu algoritmalar ile en küçük ağırlıkları bulunacak şekilde optimum boyutlandırılmaları yapılmıştır. Boyutlandırma yapılırken LRFD-AISC (Yük ve Dayanım Katsayılarıyla Tasarım (YDKT)) yönetmeliğindeki sınırlayıcıların sağlanması hedeflenmiştir. Ayrıca, üç teknik birbiriyle kıyaslanmış, Parçacık Sürü algoritması 2 örnekte en iyi sonucu bulması açısından diğerlerine kıyasla daha iyi bir performans sergilemiş, Av Arama algoritması da onu takip etmiştir. Her örnek için en küçük ağırlığı bulan tekniğin sonuçları baz alınarak çerçevelerin SAP2000 analiz programı ile yük altında deplasman analizleri yapılmıştır. Son olarak, çerçevelerin en üst kat yanal deplasmanları belirlenmiş ve yorumlarda bulunulmuştur.