BETONARME SÜREKLİ KİRİŞLERDE OPTİMAL KESİT VE DONATI ORANLARININ PARÇACIK SÜRÜ OPTİMİZASYON ALGORİTMASI İLE BELİRLENMESİ

Abstract

Tüm dünyada mühendislik tasarımları için optimizasyon giderek büyük bir önem kazanmaktadır. Betonarme taşıyıcı sistem elemanlarında da optimal tasarımlar hem performans hem de ekonomi açısından çok önemlidir. Betonarme yapı elemanlarının ekonomik olarak tasarımı, boyutların belirlenmesinde izlenen prosedür gereği ve yönetmeliklerdeki koşul ve kısıtlamalardan dolayı karmaşık bir tasarım zorluğuna sahiptir. Ayrıca kesit boyutlarının tercihinde çok sayıda alternatif mevcuttur. Kesit tercihleri genelde deneyime dayalı ön boyut seçimi ile belirlenir ve ekonomik olmayan kesitler ortaya çıkar. Bunun yanında kesitte yer alan beton ve donatının birim fiyatları ve birbirine oranı zaman zaman değişmekte, bu da ekonomik kesit boyutlarını etkilemektedir. Bu çalışmada sürekli kirişlerde yer alan ve ön boyutlamada genelde esas alınan bir iç kirişin TS500 hesap yöntemleri ve kısıtları ile değişen tasarım yükleri ve beton sınıfları altında optimum kesit boyutları ve donatı oranlarının belirlenmesi için optimizasyon analizi yapılmıştır. Optimizasyonda çok kullanılan ve yaygın şekilde bilinen metasezgisel yaklaşımlardan parçacık sürü optimizasyon algoritması (PSO) kullanılmıştır. Çalışmada bir sürekli kirişin iç (ara) kirişi ele alınmıştır. Farklı beton sınıfları ve değişen tasarım yükleri ve kiriş boyları altında çok sayıda model oluşturulmuş ve optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Modellerin her biri için kesit boyutları ve donatı kesit alanları minimum maliyeti verecek şekilde optimize edilmiştir. Analiz sonuçlarında değişen kiriş boyu ve tasarım yükleri altında beton sınıflarına bağlı olarak kiriş kesit ve donatı oranlarındaki değişim belirlenmiştir.