Çelik yapıların aşamalı göçme etkisinde optimum boyutlandırılması
Optimum design of steel structures under the effect of progressive collapse
Yazar: BİLAL TAYFUR
Danışman: PROF. DR. AYŞE DALOĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Doğrusal olmayan dinamik sistemler ve yöntemler = Nonlinear dynamical systems and methods ; Optimum boyutlandırma = Optimum design ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Çelik yapılar = Steel structures

Özet:
Bu çalışmada, çelik yapıların aşamalı göçmeye karşı optimum boyutlandırılması ve aşamalı göçme sınırlayıcılarının çelik çerçeve üzerindeki etkileri incelenmiştir. Aşamalı göçmeye karşı tasarım için gerçekleştirilen kaldırma senaryosu analizlerinde alternatif yol metodu, doğrusal olmayan dinamik prosedür ile gerçekleştirilmiştir. Çerçevelerin optimum boyutlandırılması için Tavlama Benzetimi ve Öğretme-Öğrenme Temelli Optimizasyon algoritmaları kullanılmıştır. Bu algoritmalar, yapısal optimizasyon bağlamında geliştirilmiş; Yönlendirilmiş Tavlama Benzetimi ve Seçkin Jenerasyonlu Öğretme-Öğrenme Temelli Optimizasyon algoritmaları olarak adlandırılmıştır. Çalışma kapsamında C# dilinde bir yazılım geliştirilmiştir. Geliştirilen yazılım ile SAP2000 arasındaki bağlantı Açık Uygulama Programlama Arayüzü (OAPI) üzerinden gerçekleştirilmiştir. Ayrıca doğrusal olmayan dinamik prosedürün tatbiki için gerekli analiz süresi araştırılmış ve farklı sınırlayıcıların tasarım üzerindeki etkileri incelenmiştir. 
Gerçekleştirilen çalışmalar neticesinde, algoritmaların geliştirilmiş versiyonlarının orijinal algoritmalara kıyasla daha hafif çerçeve ağırlıkları ürettiği görülmüştür. Doğrusal olmayan dinamik prosedür için önerilen analiz süresinin spesifik şartlar altında yetersiz kalabildiği; aşamalı göçme sınırlayıcılarının tasarım üzerindeki etkilerinin, sismik sınırlayıcılardan önemli ölçüde ayrıştığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this study, the optimum design of steel structures against progressive collapse and the effects of progressive collapse constraints on the steel frame were investigated. Alternative path method nonlinear dynamic procedure was used to analyze the removal scenarios for the design against progressive collapse. Simulated Annealing and Teaching-Learning Based Optimization algorithms are used for optimum design of frames. In addition, these algorithms were improved in the context of structural optimization; they are named Guided Simulated Annealing and Teaching-Learning Based Optimization with Elite Generation algorithms. A software in C# language was developed for the implementation of the algorithms. The communication between the developed software and SAP2000 is conducted via the Open Application Programming Interface (OAPI). In addition, the analysis duration suggested for the nonlinear dynamic procedure was investigated, and the effects of different constraints on the design were investigated.
As a result of the study, it has been seen that the improved versions of the algorithms produce lighter frame weights compared to the original algorithms. The analysis duration recommended for the nonlinear dynamic procedure may be insufficient under specific conditions. It has been observed that the effects of progressive collapse constraints on the design differ significantly from seismic constraints.