Betonarme istinat duvarlarının metasezgisel yöntemler ile detaylı optimizasyonu
Metassistic of reinforced concrete retaining walls detailed optimization with methods
Yazar: SENA ARAL
Danışman: DOÇ. DR. GEBRAİL BEKDAŞ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
İnşaat mühendisliği, kalıcı yerleşimin başladığı ve insanların çevrelerini ihtiyaçlarına göre şekillendirmeye başladığı zamanlara dayanan en eski mühendislik dallarından biridir. Yapısal tasarım inşaat mühendisliğinin oldukça ilerlemiş bir uzmanlık alanıdır. Yapısal tasarım mühendisleri, yapıları statik ve dinamik itkilere karşı yeterli rijitlik ve dayanımda tasarlamayı hedeflerler. Sağlamlığın yanı sıra fonksiyonellik ve ekonomiklikte inşaat mühendislerinin tasarım yaparken gözettiği temel hedeflerin arasındadır. Bu nedenle yapısal tasarım alanında optimizasyon çalışmaları sıklıkla karşımıza çıkmaktadır.
Bu tez çalışmasında, metasezgisel algoritmalardan yararlanılarak statik ve dinamik yükler altında betonarme istinat duvarlarının optimum maliyetle boyutlandırılması ve tasarımı yapılmıştır. Betonarme tasarım Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018) kuralları gereğince yapılmıştır. Optimizasyon probleminin amaç fonksiyonu betonarme kesit boyutlarının ve donatı alanının minimize edilmesine bağlı olarak tanımlanmıştır. En düşük maliyeti bulmaya yönelik geliştirilen çalışmalarda dört farklı metasezgisel algoritmadan (Jaya Algoritması (JA), Öğretme-Öğrenme Tabanlı Optimizasyon algoritması (TLBO), Çiçek Tozlaşma algoritması (FPA) ve Armoni Arama algoritması (HS)) yararlanılmıştır. Metasezgisel algoritmalar kullanılarak yapılan optimizasyon sonuçları değerlendirildiğinde kullanılan yöntemlerin düşük maliyetli betonarme tasarımın bulunmasında başarılı olduğu belirlenmiştir. Ayrıca istinat duvarı optimizasyonunda kullanılan tüm algoritmaların birbirleriyle yakın ve etkili sonuçlar verdiği görülmüştür. Böylece geliştirilen yöntem ile yapısal tasarımda maliyetin en aza indirgenmesi mümkün olmakta ve hedeflenen sonuçlara daha kısa sürede ulaşılabilmektedir.

Abstract:
Civil engineering is one of the oldest branches of engineering, dating back to when permanent settlement began and people began to shape their environment according to their needs. Structural design is a highly advanced specialty of civil engineering. Structural design engineers aim to design structures with sufficient rigidity and strength against static and dynamic forces. In addition to durability, functionality and economy are among the main goals that civil engineers consider while designing. For this reason, optimization studies are frequently encountered in the field of structural design.
In this thesis, using metaheuristic algorithms, reinforced concrete retaining walls under static and dynamic loads were dimensioned and designed with optimum cost. Reinforced concrete design was made in accordance with the rules of Turkey Building Earthquake Code (TBDY 2018). The objective function of the optimization problem is defined depending on the reinforced concrete section dimensions and the minimization of the reinforcement area. In the studies developed to find the lowest cost, four different metaheuristic algorithms (Jaya Algorithm (JA), Teaching-Learning Based Optimization algorithm (TLBO), Flower Pollination algorithm (FPA) and Harmony Search algorithm (HS)) were used. When the optimization results using metaheuristic algorithms were evaluated, it was determined that the methods used were successful in finding low-cost reinforced concrete designs. In addition, it has been seen that all algorithms used in retaining wall optimization give close and effective results with each other. Thus, with the developed method, it is possible to minimize the cost in structural design and the targeted results can be achieved in a shorter time.