Alüminyum kafes sistemlerin meta sezgisel optimizasyon tekniklerine göre optimum tasarımı

Abstract

Bu tez çalışmasında alüminyum kafes sistemlerin çelik kafes sistemlere göre ağırlık açısından sağladığı avantajın araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda çelik ve alüminyum uzay kafes sistemlerin ağırlığını minimize edecek şekilde optimum tasarımını bulan algoritmalar geliştirilmiştir. Geliştirilen algoritmalarda inşaat mühendisliği problemlerine daha önce uygulanmış ve başarılı performans gösteren metasezgisel optimizasyon teknikleri; yapay arı kolonisi (ABC), beyin fırtınası (BSO) ve biyocoğraya tabanlı optimizasyon (BBO) yöntemleri kullanılmıştır. Kafes optimizasyon probleminde kullanılan çelik ve alüminyum profil çeşitleri tasarım değişkenleri olarak tanımlanmıştır. Profiller şartnamelerde yer alan boru kesit profillerinden seçilmiştir. Bu sebeple tasarım değişkenleri ayrık olarak tanımlanmıştır. Optimizasyon probleminin sınırlayıcı fonksiyonları çekme ve basınç çubukları Amerikan çelik (ASD 89) ve Alüminyum derneği (AA ASD 2000) yönetmeliklerinde belirtilen gerilme, narinlik, deplasman koşullarından elde edilmiştir. Geliştirilen algoritmalar çelik ve alüminyum olarak tasarlanmış dört farklı uzay kafes modelin ağırlık optimizasyonu probleminde kullanılarak tasarımları yapılmıştır. Bu modellerden ilk üç tanesi daha önce yapılan çalışmalarda farklı optimizasyon algoritmaları ile optimize edilmiştir. Sonuncu örnek ise özgün bir model olup daha önce tasarımı yapılıp inşası tamamlanmış Antalya Anfaş fuar alanının çelik uzay kafes çatı modelidir. Elde edilen bulgular hem literatürdeki sonuçlar ve uygulanmış tasarımla karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre alüminyum malzemesinin ciddi ağırlık avantajları sağladığı ve kullanılan yöntemlerin etkili performans sergilediği görülmüştür.