Çelik Çerçevelerin Genetik Algoritma Yöntemiyle 2018 Türk Çelik Tasarım Yönetmeliğine Göre Optimum Tasarımı

Optimum design of structural skeletal systems is an important issue in structural engineering. The purpose of the designs is to create the most economical structures that provides adequate safety. On the other hand, the behavior of the structures designed for this purpose under the applied loads must remain within acceptable limits. Thus, determining the structure that can withstand the applied loads safely and with a certain rigidity and whose weight is minimum constitutes the optimum design problem. In this study, the optimum design of steel building frames was made using the Genetic Algorithm method with the load and design conditions of the 2018 Turkish Steel Code. Obtaining the minimum weight frames which satisfy the required conditions has been aimed. First of all, a computer program which combines Genetic Algorithm optimization method with frame analysis and specifications of the Turkish Steel Design Code has been developed. At each stage, the accuracy of the program will be tested and the next stages will be passed, and at the end, all stages are combined. Moreover, the advantages and disadvantages of the developed method were evaluated. As a result, lighter frames were obtained in the steel frame design examples of the developed Genetic Algorithm method when compared to the designs of SAP 2000 program.

Yapısal taşıyıcı sistemlerinin optimum tasarımı yapı mühendisliğinde önemli bir konudur. Tasarımdaki amaç yeterli güvenliği sağlayan en ekonomik yapıyı oluşturmaktır. Öte yandan, bu amaç doğrultusunda projelendirilen yapıların ise, etkiyen yükler altındaki davranışının kabul edilebilir sınırlar içinde kalması gerekmektedir. Böylece, etkiyen yüklere emniyetle, belirli rijitlikle dayanabilen ve ağırlığı minimum olan yapının belirlenmesi, optimum tasarım problemini oluşturmaktadır. Bu çalışmada, çelik bina çerçevelerinin 2018 Türk Çelik Yönetmeliği’nin yük ve tasarım koşullarıyla Genetik Algoritma yöntemi kullanarak optimum tasarımı yapılmıştır. Tasarımlarda gerekli koşulları sağlayan minimum ağırlıklı çerçevelerin elde edilmesi amaçlanmıştır. Öncelikle Genetik Algoritma optimizasyon yöntemini, çerçeve analizi ve Türk Çelik Tasarım Yönetmeliği koşullarıyla birleştiren bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Her aşamada programın doğruluğu test edilerek diğer aşamalara geçilip ve sonunda tüm aşamalar birleştirilmiştir. Program doğru çalıştıktan sonra geliştirilen programla farklı boyutlarda iki çerçeve örneğinin optimum tasarımı yapılarak sonuçlar SAP 2000 programının tasarımlarıyla karşılaştırılmıştır. Ayrıca geliştirilen yöntemin üstün ve zayıf yanları değerlendirilmiştir. Sonuç olarak geliştirilen Genetik Algoritma yönteminin çelik çerçeve tasarım örneklerinde SAP 2000 programının tasarımlarına göre daha hafif çerçeveler elde edilmiştir.