Yüzeysel temellerin meta-sezgisel yöntemlerle optimum tasarımı
Optimum design of shallow foundations by meta-heuristic methods
Yazar: MUSTAFA ALPAY TUNAY
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM AYDOĞDU
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yapı mühendisleri kaynakları en verimli şekilde kullanmak adına uygulanabilir
tasarımlar arasından en uygun olanı bulma çabası içindedir. Bu çabaların amacı maliyeti
minimum yapmaktır ve bunun için ise stabilite ve dayanım koşullarını sağlayan en
uygun (optimum) tasarımların bulunması gerekir. Çalışmamızda öncelikle yüzeysel
temellerin hesap ve konstrüktif esasları irdelenmiştir. Yüzeysel temellerin
projelendirilmesi ve uygulanması aşamalarında boyut ve maliyet arasındaki en uygun
ilişkiyi bularak optimizasyonunu sağlamak amacıyla projelendirmeye yardımcı yazılım
olarak YTOP (Yüzeysel Temellerin Optimizasyon Programı) optimizasyon yazılımı
TS500 (2000) Şartnamesine göre analiz yapmak için, SFOP (Shallow foundation
optimization programme) optimizasyon yazılımı ise ACI318-14 (Amerikan şartnamesi)
şartnamesine göre analiz yapmak için oluşturulmuştur. Çalışmamızda kullanılmak üzere
üç adet tekil temel, üç adet sürekli temel ve üç adet radye temel yapı örnekleri temin
edilmiştir. Bu temel örneklerinin karşılaştırılması amacıyla STA4-CAD yazılımında
modellenerek analizleri yapılmıştır. Daha sonra temel örneklerinin YTOP yazılımında
optimize edilebilmesi için veri girişi için gerekli olan SAP dosyalarının oluşturulması
amacıyla, örneklerin SAP2000 analiz yazılımında modellenmesi yapılmıştır. Aynı temel
örnekleri tarafımızca yazılan YTOP optimizasyon yazılımında TS500 e göre analiz
edilerek optimize sonuçlar elde edilmiştir. Temel örnekleri Yapay Arı Kolonisi (YAK)
Bio-Coğrafya (BC), Arama Grup (AG) meta sezgisel optimizasyon yöntemleri
kullanılarak optimize edilmiştir. Seçilen örneklerin tamamı uygulanmış örnekler olup
elde edilen optimum tasarımların gerçek tasarımlarıyla karşılaştırılması amaçlanmıştır.
SAP yazılımında modellenen, YTOP yazılımında optimize edilen tekil, sürekli ve radye
temel örneklerinin sonuçları, aynı örneklerin STA4-CAD yazılımında yapılan analiz
sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Yüzeysel temellerin optimizasyonunu Amerikan
şartnamesine göre çözen farklı bir optimizasyon programı SFOP yazılmıştır. Temel
örnekleri SFOP yazılımında aynı meta-sezgisel yöntemlerle optimize edilmiştir. Elde
edilen sonuçlar optimizasyon yazılımı açısından STA4-CAD yazılımı ile TS500 ve
ACI318.14 ile karşılaştırılarak oluşturulan optimizasyon yazılımının verimliği
incelenmiştir. Sonuç olarak yüzeysel temellerin YTOP ve SFOP yazılımları ile metasezgisel
yöntemler kullanılarak yapılan optimizasyon analizlerinde beton, donatı ve
özellikle maliyet yönünden ciddi oranda fayda sağlandığı görülmüştür.

Abstract:
Civil engineers intend to find the most appropriate design from applicable
designs to use resources more efficiently. The aim of these efforts is to make the cost
minimum. For this reason, the most suitable designs providing stability and strength
conditions have to be found. In this study, calculation and constructive basis were
examined. YTOP optimization software analysing according to TS500 (Turkish
spesification) spesification and SFOP (Shallow foundation optimization programme)
optimization software analysing according to ACI318-14 spesification are both created
for being the helper software finding the most suitable relation between dimension and
cost and making optimization in designing. In this study, three spread footing samples,
three combined footing samples and three mat foundation samples were supplied for
use. These samples were modelled and analysed in STA4-CAD software for
comparison. After this step, the SAP2000 (Static Analyse Programme) files, required
for data input that is necessary for optimization of the samples in YTOP software, were
created in SAP analyse software. Same samples were analysed in YTOP software
according to TS500 spesification. Then obtained optimized results. The samples were
optimized by using meta-heuristic optimization methods as artificial bee colony,
biogeography based optimization and group search optimizer. The samples used were
taken from real life to make a comparison between obtained optimum designs and real
life designs. The results of spread footing, combined footing and mat foundation
samples modelled in SAP software and optimized in YTOP software were compared
with the results of samples obtained from analyses in STA4-CAD software. After this
process, the SFOP software was created based on analysing the optimization of shallow
foundations according to ACI spesification. Same samples were optimized in SFOP
software by using the same meta-heuristic optimization methods. The efficiency of the
softwares (YTOP and SFOP) that we created, were examined by comparing the results
obtained from YTOP and SFOP softwares according to TS500 and ACI spesifications
and STA4-CAD software. As a result, serious benefits in terms of concrete, steel area
and especially cost, were seen in optimization analyse results
obtained in YTOP and SFOP softwares by using meta-heuristic methods.