GELİŞTİLMİŞ YAPAY ARI KOLONİ ALGORİTMASI İLE KAFES VE DÜZLEMSEL ÇELİK YAPILARIN OPTİMUM TASARIMI

Öz

Son yıllarda sürü zekâsına dayalı optimizasyon teknikleri (karınca kolonisi optimizasyonu ve parçacık sürü optimizasyon) araştırmacılar tarafından büyük ilgi görmüştür. Bu algoritmalar değişik mühendislik problemlerinin çözümü için kullanılmıştır.Bu çalışmada Yapay Arı Koloni Algoritması (ABC) kullanılarak düzlem ve kafes çelik çerçevelerin ayrık optimizasyonu sunulmuştur. ABC algoritmasının kullana bilirliğini gösterilmesi için 168 elemana ve 20 tasarım değişkenine çıkabilen iki farklı yapısal örnek çözülmüştür ve sonuçlar literatürdeki sezgisel arama teknikleri ile elde edilen sonuçları ile kıyaslanmıştır. Sonuçların düzlemsel ve kafes çelik çerçeve yapılarının tasarımı için ABC algoritmasının çok etkili ve güçlü bir teknik olduğu gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Yapay Arı Koloni Algoritması, Ayrık Optimizasyon, Çelik Çerçeve Tasarımı

OPTIMUM DESIGN OF TRUSS AND PLANER STEEL STRUCTURES WITH IMPROVED ARTIFICIAL BEE COLONY ALGORITHM

Abstract

Over the past few years, swarm intelligence based optimization techniques such as ant colony optimization and particle swarm optimization have received considerable attention from researchers. These algorithms have been used in the solution of various engineering problems. This study presents an Artificial Bee Colony Algorithm (ABC) technique for discrete optimization of planer steel frames and truss steel frames. In order to demonstrate the effectiveness of algorithm, two problems with up to 168 members and 20 design variables were solved and results were compared with those obtained using other well-known meta-heuristic search techniques. The results demonstrate that the artificial bee colony algorithm (ABC) is very effective and robust for planer steel frames and truss steel frame design.

Keywords

• Artificial Bee Colony Algorithm, Discrete Optimization, Steel Frame Design

Kaynakça

1. KARABOĞA, D, “An idea based on honey bee swarm for numerical optimization”, Technical Report TR06, Erciyes University, Engineering Faculty, Computer, Engineering Department, 2005.
2. KARABOĞA, D and AKAY B., “On the performance of artificial bee colony (ABC) algorithm”, Applied Soft Computing, 8(1), 687-697, 2008.
3. SONMEZ, M., “Artificial Bee Colony algorithm for optimization of truss structures”, Applied Soft Computing, 2406-2418, 2011.
4. SONMEZ, M., “Discrete optimum design of truss structures using artificial bee colony algorithm”, Struct Multidisc Optim, 85-97, 2011.
5. DEGERTEKIN, S.O., “Improved harmony search algorithms for sizing optimization of truss structures”, Computers and Structures, 229-241, 2012.
6. AYDOGDU, I., Akın, A. and Saka, M.P., “Optimum design of steel space frames by artificial bee colony algorithm”,
7. International Congress on Advances in Civil Enginering, Ankara, Turkey, 2012.
8. SEVİM, O., “Yapay Arı Koloni Algoritması ile 3 boyutlu çelik çerçevelerin optimum tasarımı” Aksaray Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Aksaray, 2013.

9. AKAY, B., “Nümerik optimizasyon problemlerinde yapay arı kolonisi (artificial bee colony) algoritmasının performans analizi”, Doktora Tezi Kayseri Erciyes Üniversitesi , Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri, 2009.
10. BONABEAU, E., DORIGO, M. and THERAULAZ, G., Swarm intelligence: from natural to artificial systems, Oxford University Press, Inc., New York, NY, USA, 1999.
11. CAMP, C.V. ve BICHON, B.J., “Design of space trusses using ant colony optimization”, J Struct Eng, 1245-1287, 2004.
12. DEGERTEKIN, S.O., “Optimum design of geometrically non-linear steel frames using artificial bee colony algorithm”, Steel and Composite Structures, 505-522, 2012.
13. KAVEH, A. and TALATAHARI, S., “An improved ant colony optimization for the design of planar steel frames”, Engineering Structures, 864-873, 2010.
14. TOGAN, V., “Design of planar steel frames using Teaching–Learning Based Optimization”, Engineering Structures, 225-232, 2012.
15. RAJEEV S. and KRISHNAMOORTHY, C.S., “Discrete optimization of structures using genetic algorithms”, J Struct Eng, ASCE, 118(5), 233-1251, 1992.
16. KRIPKA, M., 2004, Discrete optimization of trusses by simulated annealing, J. Braz. Soc. Mech. Sci. & Eng. vol.26 no.2 Rio de Janeiro.
17. LI, L.J., HUANG, Z.B. and LIU, F.,. A heuristic particle swarm optimization method for truss structures with discrete variables, Comput Struct, 87,435-444, 2009.
18. ASIC, American Institute of Steel Construction Load & Resistance Factor Design, Volume 1, Second Edition, 1995.
19. DEB, K., “An efficient constraint handling method for genetic algorithms”, Comput Methods Appl Mech Eng, , 186(2–4), 311–338, 2000.