Optimum design of steel structures via differential evolution algorithm and application programming interface of SAP2000
Çelik yapıların diferansiyel evrim algoritması aracılığıyla optimum tasarımı ve SAP2000?nin uygulama programlaması
- Tez No: 305776
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OĞUZHAN HASANÇEBİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 161
Özet
Bu çalışmanın amacı Diferansiyel Evrim (DE) metodunun yapısal optimizasyonda kullanımını ve verimliliğini araştırmaktır. DE ile oluşturulan çözüm algoritması SOP2011 adlı uygulamaya programlanmıştır. SOP2011, ASD-AISC ve LRFD-AISC tasarım kodu hükümlerine bağlı olan, 1 boyutlu kafes ve çerçeve elemanları içeren çelik yapıların kesit optimizasyonunu yapmak üzere programlanmıştır. SOP2011, yapı analiz ve dizayn programı olan SAP2000 ile beraber çalışarak limitlenmiş ayrık boyut optimizasyonu olarak tanımlanmış olan, gerçek boyutlu kafes ve çerçeve yapılarının optimum ya da optimuma yakın tasarımlarını bulmaya çalışır. SOP2011 VB.NET programlama dili kullanılarak tasarlanmıştır. Bu program SAP2000 girdileri ve çıktılarıyla ilgili bilgilere erişim sağlayan Open Application Programming Interface (OAPI) kullanımıyla SAP2000 ile etkileşime girer. Program, DE tekniğini aracılığıyla yapısal elemanlara uygun hazır kesitler atayarak çelik kafes ve çerçeve sistemler için yapının ağırlığını göz önünde bulundurarak, makul ve optimize edilmiş sonuçlar bulmak üzere tasarlanmıştır.Bu tezle beraber, yapıların ağırlığının en aza indirgenmesi hedefine yönelik olarak, AISC-ASD tasarım kodunun getirdiği limitlere dikkat edilerek yapılan gerçek boyutlu çelik kafes ve çerçeve yapılarının ayrık boyut optimizasyonunda penaltı fonksiyonu eklenmiş DE methodunun en verimli yüntemlerden birisi olduğu kanıtlanmıştır. Ayrıca, SAP2000 otomatik tasarım prosedürüyle elde edilen sonuçlara kıyasla, DE ile optimize edilmiş tasarımlar kullanarak çelik kafes yapılarının ağırlığının %67.9, çelik çerçeve yapılarının ağırlığının %41.7 gibi değerlere kadar azaltılabileceği gösterilmiştir ve bu sonuç olarak proje için gerekli olan malzeme, maliyet, iş süresi ve enerji gibi kalemlerde önemli ölçüde tasarruf sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
The objective of this study is to investigate the use and efficiency of Differential Evolution (DE) method on structural optimization. The solution algorithm developed with DE is computerized into software called SOP2011 using VB.NET. SOP2011 is automated to achieve size optimum design of steel structures consisting of 1-D elements such as trusses and frames subjected to design provisions according to ASD-AISC (2010) and LRFD-AISC (2010). SOP2011 works simultaneously with the structural analysis and design software SAP2000 in order to find the global or near optimum designs for real size truss and frame structures in which the optimization problem is classified as constrained, discrete size optimization. Software interacts with SAP2000 through the Open Application Programming Interface (OAPI), which provides an access to information of SAP2000 inputs and outputs. It is programmed for finding reasonable and optimized results for truss and frame steel structures by choosing appropriate ready sections for structural members considering the minimum weight via DE technique.Based on the comparison of the obtained results with the literature, DE algorithm with penalty function implementation is proved to be an efficient optimization technique amongst several major methods used for discrete constrained size optimization of real size steel structures. Also, it has been shown that by using optimized designs obtained by DE, weight of the structures can be reduced up to 67.9% for steel truss structures and 41.7% for steel frame structures compared to SAP2000 auto design procedure, hence resulting a significant saving of materials, cost, work hours and energy required for the project.
Benzer Tezler
- Design of the main landing gear for a trainer aircraft with topology optimization
Eğitim uçağı ana iniş takımının topoloji optimizasyonu ile tasarımı
IRMAK FEROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT ZİYA DOĞAN
- Kazık taşıma kapasitesinin statik formüllerle bulunması
The Calculation of the pile bearing capacity with statical formulas
TANER HERGÜNER
- Optimum design of steel structures via artificial bee colony (ABC) algorithm and SAP2000
Çelik yapıların yapay arı kolonisi (ABC) algoritması ve SAP2000 ile optimum tasarımı
CENGİZ ESER
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZHAN HASANÇEBİ
- Multi-objective performance based design optimization of steel structures
Çelik yapıların çok-amaçlı performans tabanlı tasarım optimizasyonu
HASAN ESER
Doktora
İngilizce
2021
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZHAN HASANÇEBİ
PROF. DR. AHMET YAKUT
- Çelik yapıların aşamalı göçme etkisinde optimum boyutlandırılması
Optimum design of steel structures under the effect of progressive collapse
BİLAL TAYFUR
Doktora
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE DALOĞLU