Alüminyum kafes sistemlerin meta sezgisel optimizasyon tekniklerine göre optimum tasarımı
Optimum design of aluminum truss systems with to meta-heuristic optimization techniques
Yazar: VAHİDE KILIÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM AYDOĞDU
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
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.

Abstract:
The objective of this thesis is to study advantage of aluminum truss in comparison with steel truss in terms of weight. In order to achieve this objective, algorithms, which are employed to optimize steel and aluminum trusses to perform minimum weight design, are developed. In this algorithms, metaheuristic optimization methods, artificial bee colony (ABC), brainstorming optimization (BSO) and biogeography based optimization (BBO) methods, which are successfully employed in civil engineering problems, are used.
Aluminum and steel sections used in the truss optimization problem are defined as a design variable. Sections used in this problem was obtained from the design codes. Due to this reason, the design variables are defined separately. Boundary conditions of the optimization problem, stress, slenderness, and displacement, are obtained from ASD 89 and AA ASD 2000.
As four different aluminum and steel truss example, they are designed by using these developed algorithms for minimum weight optimization. Three of these examples were optimized by using different optimization methods on a prior research. One example belongs to the researcher, and this was built in ANFAS Fair at Antalya, Turkey. Findings acquired from studies were compared with literature and the example built. According to results, using aluminum effectively contributes to decreasing weight and methods used in this studies perform properly.