Year 2019, Volume , Issue , Pages 283 - 291 2019-06-01

Tabanında Anahtar Kesiti Bulunan Betonarme İstinat Duvarlarının Jaya Algoritmasıyla Optimum Tasarımı
Optimum Design of Rc Retaining Walls with Key Section using Jaya Algorithm

Hasan Tahsin Öztürk [1] , Erdem Türkeli [2]

279 275

Geleneksel tasarım süreçlerinde bir yapının tasarımında bir önboyutla tasarıma başlanarak, bu tasarımın gerekli koşulları sağlamaması durumunda mühendislik önsezisiyle tasarım değiştirilerek yenilenmektedir. Bu süreçte, başta dayanım olmak üzere; dayanıklılık, stabilite, süneklik ve rijitlik koşullarını sağlayan bir yapı tasarlandığında, özellikle daha ekonomik bir yapı için tasarım birkaç deneme-yanılmadan öteye gidilememektedir. Oysa kaynakların gün geçtikçe azalması ve çevre kirliliğindeki artışlar, yapıların minimum maliyetle yada emisyonla tasarlanmalarını gerektirmektedir. Bu çalışmanın temel amacı, tabanında anahtar kesiti bulunan bir betonarme konsol istinat duvarının, JAYA algoritması kullanılarak, minimum maliyetle yada CO2 emisyonuyla tasarımlarının gerçekleştirilmesinden ibarettir. Betonarme istinat duvarı probleminde 12 tasarım değişkeni bulunmaktadır. Bu tasarım değişkenleri duvar boyutlarına ve duvarın çeşitli bölgelerindeki donatılara ilişkindir. Problemin toplam 25 sınırlayıcısı bulunmakta ve bu sınırlayıcılar duvarın kayma, devrilme ve taşıma gücü tahkikleri, betonarme kesit denetimleri ve boyut ile donatılara ilişkin koşullardan oluşmaktadır. Çalışma kapsamında gerçekleştirilen sayısal uygulamanın optimum tasarımda; duvar arkasındaki zemin parametreleriyle sürşarj yükünün büyüklüğünün duvarın minimum maliyetine ve CO2 emisyon değerine etkisi incelenmektedir. 

In the traditional design process, the design starts with preliminary dimensions that may change by using engineering intuition after unfulfillment of necessary design conditions. By this way, the design is renewed with the new dimensions determined. In this process, when designing a structure that provides enough durability, stability, ductility and stiffness, the design is not going to go beyond trial-and-error especially for a more economical structure. However, the ever-decreasing supply of resources and the increase in environmental pollution require the structures to be designed with minimum cost or emission. The main purpose of this study is to perform minimum cost or CO2 emission design of a reinforced concrete console retaining wall with a key section at the bottom by using JAYA algorithm. There are 12 design variables utilized in this optimization process. The design variables are related to the wall dimensions and reinforcement placed at the various regions of the wall. The design problem has a total of 25 constraints that are related with the slip, overturning, bearing capacity and overall dimensions of the wall, dimension check of the cross section and the amount of reinforcement. In the optimum design of the numerical example given in this study, the effect of the magnitude of the surcharge load and the effect of the parameters of the soil behind the wall on the minimum cost and CO2 emission design of the wall is investigated.

  • [1] Rana Sh., Islam N., Ahsan R. and Ghani S.N., “Application of Evolutionary Operation to the Minimum Cost Design of Continuous Prestressed Concrete Bridge Structure”, Eng. Struct., 46: 38-48, (2013).
  • [2] Öztürk H.T., Türkeli E. and Durmuş A., "Optimum Design of RC Shallow Tunnels in Earthquake Zones using Artificial Bee Colony and Genetic Algorithms", Computers and Concrete, 17: 435-453, (2016).
  • [3] Öztürk H.T., "Optimum Design of RC Cantilever Retaining Wall Using Artificial Bee Colony and Cuckoo Search Algorithms", 12th International Congress on Advances in Civil Engineering, Istanbul, 1-8, (2016).
  • [4] Öztürk H.T., "Optimum Cost Design of RC Columns using Big Bang-Big Crunch Optimization Algorithm", 12th International Congress on Advances in Civil Engineering, Istanbul, 1-8, (2016).
  • [5] Öztürk H.T., "İstinat Duvarlarının Öğrenme ve Öğretme Tabanlı Algoritmayla Optimum Tasarımı", Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği 16. Ulusal Kongresi, Erzurum, 813-822, (2016).
  • [6] Ceranic B., Fryer C. and Baines R.W., “An Application of Simulated Annealing to the Optimum Design of Reinforced Concrete Retaining Structures”, Computers & Structures, 79(17): 1569-1581, (2001).
  • [7] Yepes V., Alcala J., Perea C. and González-Vidosa F., “A Parametric Study of Optimum Earth-Retaining Walls by Simulated Annealing”, Engineering Structures, 30(3): 821-830, (2008).
  • [8] Kaveh, A. and Behnam A.F., “Charged System Search Algorithm for the Optimum Cost Design of Reinforced Concrete Cantilever Retaining Walls”, Arabian Journal for Science and Engineering, 38(3): 563-570, (2013).
  • [9] Khajehzadeh M., Taha M.R., El-Shafie A. and Eslami M., “Modified Particle Swarm Optimization for Optimum Design of Spread Footing and Retaining Wall”, Journal of Zhejiang University-Science A, 12(6): 415-427, (2011).
  • [10] Sivakumar Babu G. L. and Basha B. M., “Optimum Design of Cantilever Retaining Walls Using Target Reliability Approach”, International Journal of Geomechanics, 8(4): 240-252, (2008).
  • [11] Yepes V., Gonzalez-Vidosa F., Alcala J. and Villalba P., “CO2-Optimization Design of Reinforced Concrete Retaining Walls Based on a VNS-Threshold Acceptance Strategy”, Journal of Computing in Civil Engineering, 26(3): 378-386, (2011).
  • [12] Saribas A. and Erbatur F., “Optimization and Sensitivity of Retaining Structures”, Journal of Geotechnical Engineering, 122(8): 649-656, (1996).
  • [13] Akin A. and Saka M.P., “Optimum Design of Concrete Cantilever Retaining Walls using Harmony Search Algorithm”. 9th International Congress on Advances in Civil Engineering, Trabzon, (2010).
  • [14] Camp C.V. and Akin A., “Design of Retaining Walls Using Big Bang–Big Crunch Optimization”, Journal of Structural Engineering, 138(3): 438-448, (2011).
  • [15] Gandomi A.H., Kashani A.R., Roke D.A. and Mousavi M., “Optimization of Retaining Wall Design using Recent Swarm Intelligence Techniques”, Engineering Structures, 103: 72-84, (2015).
  • [16] Kaveh A. and Khayatazad M., “Optimal Design of Cantilever Retaining Walls using Ray Optimization Method”, Iranian Journal of Science and Technology Transactions of Civil Engineering, 38(C1+): 261-274, (2014).
  • [17] Kayhan A. H. and Demir A., “Betonarme Konsol Istinat Duvarlarının Parçacık Sürü Optimizasyonu ile Optimum Tasarımı”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 22(3): 129-135, (2016).
  • [18] Aydogdu, I., “Cost Optimization of Reinforced Concrete Cantilever Retaining Walls under Seismic Loading using a Biogeography-Based Optimization Algorithm with Levy Flights”, Engineering Optimization, 49(3): 381-400, (2017).
  • [19] Rao R., “Jaya: a Simple and New Optimization Algorithm for Solving Constrained and Unconstrained Optimization Problems”, International Journal of Industrial Engineering Computations, 7(1): 19-34, (2016).
  • [20] Khajehzadeh M., Taha M. R. and Eslami M., “A New Hybrid Firefly Algorithm for Foundation Optimization”, National Academy Science Letters, 36(3): 279-288, (2013).
  • [21] Saribas A. and Erbatur F., “Optimization and Sensitivity of Retaining Structures”, Journal of Geotechnical Engineering, 122(8): 649-656, (1996).
  • [22] ACI 318, “Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary”, (2014).
Primary Language tr
Subjects Engineering
Journal Section Research Article
Authors

Author: Hasan Tahsin Öztürk (Primary Author)

Author: Erdem Türkeli

Bibtex @research article { politeknik432031, journal = {Politeknik Dergisi}, issn = {}, eissn = {2147-9429}, address = {Gazi University}, year = {2019}, volume = {}, pages = {283 - 291}, doi = {10.2339/politeknik.432031}, title = {Tabanında Anahtar Kesiti Bulunan Betonarme İstinat Duvarlarının Jaya Algoritmasıyla Optimum Tasarımı}, key = {cite}, author = {Öztürk, Hasan Tahsin and Türkeli, Erdem} }
APA Öztürk, H , Türkeli, E . (2019). Tabanında Anahtar Kesiti Bulunan Betonarme İstinat Duvarlarının Jaya Algoritmasıyla Optimum Tasarımı. Politeknik Dergisi, (), 283-291. DOI: 10.2339/politeknik.432031
MLA Öztürk, H , Türkeli, E . "Tabanında Anahtar Kesiti Bulunan Betonarme İstinat Duvarlarının Jaya Algoritmasıyla Optimum Tasarımı". Politeknik Dergisi (2019): 283-291 <http://dergipark.org.tr/politeknik/issue/44136/432031>
Chicago Öztürk, H , Türkeli, E . "Tabanında Anahtar Kesiti Bulunan Betonarme İstinat Duvarlarının Jaya Algoritmasıyla Optimum Tasarımı". Politeknik Dergisi (2019): 283-291
RIS TY - JOUR T1 - Tabanında Anahtar Kesiti Bulunan Betonarme İstinat Duvarlarının Jaya Algoritmasıyla Optimum Tasarımı AU - Hasan Tahsin Öztürk , Erdem Türkeli Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.2339/politeknik.432031 DO - 10.2339/politeknik.432031 T2 - Politeknik Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 283 EP - 291 VL - IS - SN - -2147-9429 M3 - doi: 10.2339/politeknik.432031 UR - https://doi.org/10.2339/politeknik.432031 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Journal of Polytechnic Tabanında Anahtar Kesiti Bulunan Betonarme İstinat Duvarlarının Jaya Algoritmasıyla Optimum Tasarımı %A Hasan Tahsin Öztürk , Erdem Türkeli %T Tabanında Anahtar Kesiti Bulunan Betonarme İstinat Duvarlarının Jaya Algoritmasıyla Optimum Tasarımı %D 2019 %J Politeknik Dergisi %P -2147-9429 %V %N %R doi: 10.2339/politeknik.432031 %U 10.2339/politeknik.432031
ISNAD Öztürk, Hasan Tahsin , Türkeli, Erdem . "Tabanında Anahtar Kesiti Bulunan Betonarme İstinat Duvarlarının Jaya Algoritmasıyla Optimum Tasarımı". Politeknik Dergisi / (June 2019): 283-291. https://doi.org/10.2339/politeknik.432031