Betonarme konsol dayanma duvarı tasarımında güncel optimizasyon algoritmaları kullanılması
Use of current optimization algorithms in reinforced concrete cantilever retaining wall design
Yazar: ELİF NUR KALEMCİ
Danışman: DOÇ. DR. SABRİYE BANU İKİZLER
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Dayanma duvarı tasarımı, tahmini boyutların seçilmesiyle başlamakta ve duvar stabilitesi güvenli hale gelinceye kadar boyutların tekrar tekrar değiştirilmesiyle devam etmektedir. Bu deneme yanılma süreci özel bir tecrübe ve önsezi gerektirmektedir. Tasarımdaki en ufak değişiklikler bile maliyet yükü açısından büyük farklar meydana getirebilmektedir. Bu nedenle optimum bir dayanma duvarı tasarımı oldukça kazançlıdır. Bu çalışmada taban plağı dişli ve dişsiz betonarme konsol dayanma duvarı tasarımı optimizasyonu konu edilmiştir. Minimum ağırlık ve minimum maliyete ulaşmak amacıyla iki ayrı amaç fonksiyonu oluşturulmuştur. Bu bağlamda belirlenen tasarım değişkenleri ve kısıtlarla problem modellenmiştir. MATLAB programında yazılmış bozkurt algoritması (GWO), etkili bir diferansiyel gelişim algoritması (AEDE), Rao_1 algoritması ve Rao_3 algoritması tasarım optimizasyonu için kullanılmıştır. Sonuç olarak; tabanında diş bulunmayan bir konsol dayanma duvarı tasarımı optimizasyonunda amaç fonksiyonu düşük ağırlık olarak seçildiğinde öne çıkan Rao_1 algoritması onu takip eden GWO algoritmasına göre %0,148 oranında daha başarılı bir sonuca ulaşmıştır. Yine aynı kesitte amaç fonksiyonu düşük maliyet olarak seçildiğinde de öne çıkan Rao_1 algoritması onu takip eden GWO algoritmasına göre %0,03'lük oranında daha başarılı bir sonuca ulaşmıştır. Tabanında diş bulunan bir konsol dayanma duvarı tasarımı optimizasyonunda amaç fonksiyonu düşük ağırlık olarak seçildiğinde ise öne çıkan GWO algoritması AEDE algoritmasına göre %7,47 daha başarılı bir sonuca ulaşmıştır. Aynı kesitte amaç fonksiyonu düşük maliyet olarak seçildiğinde yine öne çıkan GWO algoritması onu takip eden AEDE algoritmasına göre %2,87 daha başarılı bir sonuç elde etmiştir.

Abstract:
Reinforced concrete cantilever retaining wall (RCCRW) design, starts with choosing the approximate dimensions and continues with changing the dimensions repeatedly until the stability of the wall becomes safe. This trial and error process entails a significant experience and intuition. However, at this process it may not be possible to say that the engineer can reach the most successful design. Even the smallest modifications can make big differences especially about the cost burden. Therefore, an optimum retaining wall design is very profitable. RCCRW with and without shear key design optimization was subjected to this study. Two objective functions were constituted with the aim of reaching the low weight and the low cost. Hereof, the problem was modelled with the determined design variables and constraints. Grey wolf optimization (GWO) algorithm, an efficient differential evolution (AEDE) algorithm Rao_1 algorithm and Rao_3 algorithm, which they written in MATLAB program, were used for the design optimization. As a result of RCCRW without shear key design optimization when the objective function selected as low weight, Rao_1 algorithm which is the best one, gave 0,148% more succesful results than GWO which is the second best. When the objective function selected as low cost Rao_1 algorithm which is the best one, gave 0,03% more succesful results than GWO which is the second best. As a result of RCCRW with shear key design optimization when the objective function selected as low weight, GWO algorithm which is the best one, gave 7,47% more succesful results than AEDE which is the second best. When the objective function selected as low cost, GWO algorithm which is the best one, gave 2,87% more succesful results than GWO which is the second best.