Kompozit çelik I-kiriş köprülerin sezgisel algoritma teknikleriyle optimum tasarımı
Optimum design of composite steel I-girder bridges with heuristic algorithm techniques
Yazar: FATMA ÜLKER PEKER
Danışman: PROF. DR. RAGİP İNCE
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada, kompozit çelik I-Kiriş köprülerin tasarımını gerçekleştirmek için
iki aşamadan oluşan etkin bir optimum tasarım yaklaşımı sunulmaktadır. İlk adımda,
köprü tasarımcıları tarafından benimsenen analiz yöntemleri irdelenmiştir. ÇizgiselKiriş analiz yöntemi ile çözümlerde, tesir çizgileri ve en elverişsiz yükleme durumları
altında çözümler yapılarak karşılaştırılmıştır. Hareketli yük dağıtma katsayılarının
Çizgisel-Kiriş analiz sonuçlarına uygulanması ile CSiBridge ve SAP2000 yazılım
sonuçlarına yeterli bir hassasiyetle yaklaşılmıştır. Çelik köprü sistemlerinde analize
katılan sabit ve hareketli yük hesaplamaları ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Tasarıma esas
olan Dayanım1 durumu için Çizgisel-Kiriş ve SAP2000-Bridge 3D kesin analiz
sonuçları arasındaki hata oranının kabul edilebilir olduğu görülmüştür. Çelik I-Kiriş
köprü üst yapısının kompozit olması durumu AASHTO LRFD Şartnamesine göre üç
aşamalı olarak incelenmiş ve gerçekçi bir analiz ve tasarım sağlanmıştır.
Tez çalışmasının ikinci adımında optimum tasarım algoritması için VB.Net
ortamında, SAP2000 API fonksiyonlarıyla genel amaçlı bir yazılım geliştirilmiştir.
Optimum tasarımı gerçekleştirmek amacıyla, sezgisel algoritmalar arasında en etkin
olan armoni arama yöntemi yazılıma uyarlanmıştır. Çalışmada belirlenen en uygun
armoni parametreleriyle en iyi tasarımlar elde edilmiştir. Gerilme ve sehim gibi etkin
sınırlayıcılarla birlikte, AASHTO LRFD Şartnamesinin sınırlayıcıları da göz önüne
alınarak armoni arama tekniği ile optimum tasarım problemi kurulmuştur. Geliştirilen
Armoni Arama algoritmasının uygunluğunu göstermek üzere, MS-EXCEL
ÇÖZÜCÜ'de mevcut olan Doğrusal Olmayan GRG ve Açılım yöntemi ile de
problemler çözülmüş ve elde edilen sonuçlar armoni arama yöntemi sonuçlarıyla
karşılaştırılmıştır. Çelik I-Kiriş köprülerin optimum tasarım işleminde sehim
sınırlayıcısının etkin belirleyici olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, an efficient optimum design approach consisting of two stages is
presented to realize the design of composite steel I-Girder bridges. In the first step, the
analysis methods adopted by the bridge designers are examined. Line-Girder analysis
method is used to analyze the solutions under the influence lines and most unfavorable
loading conditions. With the application of the moving load distribution coefficients to
the line-girder analysis results, the results of CSiBridge and SAP2000 software are
approached with sufficient precision. Fixed and moving load calculations are analyzed
in detail in steel bridge systems. It was found that the error rate between Line-Girder
and SAP2000-Bridge 3D exact analysis results is acceptable for the case of the Strength
I. Composite steel I-Girder bridge superstructure is examined in three stages according
to AASHTO LRFD Specification. In this way a realistic analysis and design is
provided.
In the second step of the thesis study, a general purpose software was developed
on the VB.Net platform with the SAP2000 API functions for the optimum design
algorithm. In order to realize the optimum design, the most effective harmony search
method among the heuristic algorithms is adapted to the software. The best designs
were obtained with the most appropriate harmony parameters determined in this study.
With the effective limiters such as stress and deflection, optimum design problem has
been established with harmony search technique considering the limiters of AASHTO
LRFD specification. In order to demonstrate the suitability of the developed Harmony
Search Algorithm, the problems were solved with the Nonlinear GRG and Evolutionary
method available in MS-EXCEL SOLVER and the results obtained were compared with
the results of the harmony search method. It was found that deflection limiter was
effective determinant in optimum design of steel I-Girder bridges.