Hibrid metasezgisel algoritmalar kullanılarak betonarme  yapı ve elemanları ile kütle sönümleyici optimizasyonu
Optimization of reinforced concrete structure and elements and mass dampers using hybrid metaheuristic algorithms
Yazar: MUHAMMED ÇOŞUT
Danışman: PROF. DR. GEBRAİL BEKDAŞ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Aktif kütle sönümlendirici = Active mass damper ; Betonarme yapılar = Reinforced concrete structures ; Metasezgisel algoritmalar = Metaheuristic algorithms ; Optimizasyon = Optimization ; Optimum tasarım = Optimum design

Özet:
Bu çalışma inşaat mühendisliği problemlerinden olan betonarme yapı ve elemanları ile kütle sönümleyici sistemlerin optimizasyonu Matlab programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon aşamalarında metasezgisel algoritmalardan olan TLBO (öğretme-öğretme tabanlı algoritma), Jaya, FPA (çiçek tozlaşması) ve ek olarak TLBO-Jaya hibrid algoritması gibi algoritmalar kullanılmıştır. Betonarme yapı ve elemanları optimizasyonunda: kiriş optimizasyonu için ACI 318, TS500 ve Eurocode 2 kullanılarak minimum maliyetli kiriş tasarımı yapılmıştır ve yönetmelikler arasındaki farklı hesaplamalardan kaynaklı oluşan maliyet farklılıkları karşılaştırılmıştır; istinat duvarı optimizasyonunda yönetmeliklere uygun olacak şekilde minimum maliyetli istinat duvarı hesabı gerçekleştirilmiştir ve betonarme çerçeve yapıların maliyet açısından optimizasyonu yapılmıştır. Kütle sönümleyicilerin optimizasyonu aşamasında ise Pasif Ayarlı Kütle Sönümleyici kullanılarak, özellikleri bilinen yapının deplasman optimizasyonu zaman tanım alanına göre gerçekleştirilmiştir. Bu tasarımlardan dikdörtgen kiriş tasarımı ve istinat duvarı tasarımı için Jaya, TLBO ve TLBO-Jaya hibrid algoritmaları kullanılarak amaç fonksiyonuna en kısa iterasyonda ulaşan algoritma türü belirlenmiş ve istinat duvarı tasarımı için ise Jaya, TLBO, FPA ve TLBO-Jaya hibrid algoritmaları kullanılarak aynı şekilde algoritmaların kıyaslamaları gerçekleştirilmiştir. Bu süreçte her algoritma için 10 kez analiz yapılarak ortalama değerleri alınmış ve hibrid algoritma diğer algoritmalara göre çok az iterasyonda amaç fonksiyonuna ulaştığı görülürken, standart sapma değerleri için ise en erken sıfıra yaklaşan yöntem olmuştur.

Abstract:
In this study, the optimization of reinforced concrete structures and their elements and mass damping systems, which is one of the civil engineering problems, was carried out using Matlab program. In the optimization stages, some of the metaheuristic algorithms such as TLBO (Teaching-Learning Based Optimization), Jaya, FPA (Flower Pollination) and in addition TLBO-Jaya hybrid algorithm were used. In the optimization of reinforced concrete structures and elements: beams with minimum cost were designed using ACI 318, TS500 and Eurocode 2 for beam optimization and the cost differences arising from different calculations between regulations were compared; In the retaining wall optimization, a minimum cost retaining wall calculation was carried out in accordance with the regulations, and the reinforced concrete frame structures were optimized in terms of cost. In the optimization phase of the mass dampers, the displacement optimization of the structure with known properties was carried out according to the time domain by using the Passive Tuned Mass Damper. Among these designs, the algorithm type that reaches the objective function in the shortest iteration was determined by using the Jaya, TLBO and Hybrid algorithm for rectangular beam design and retaining wall design, and the algorithms were determined by using Jaya, TLBO, FPA and TLBO-Jaya hybrid algorithms for retaining wall design. comparisons were made. In this process, 10 times for each algorithm were analyzed and the average values were taken, and while it was seen that the hybrid algorithm reached the objective function in very few iterations compared to other algorithms, it was the method approaching zero at the earliest for standard deviation values.