Computationally enhanced techniques for practical optimum design of steel structures
Geliştirilmiş hesapsal yöntemlerle çelik yapıların uygulanabilir optimum tasarımları
- Tez No: 368936
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OĞUZHAN HASANÇEBİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 221
Özet
Modern metabulgusal yöntemlerle yapı sistemlerinin optimum tasarımları, makul sayılabilecek bir çözümün ancak çok sayıda yapısal analiz gerçekleştirilerek ulaşılabilmesi açısından son derece zaman alıcı bir işlemdir. Bu çalışmada amaç, mevcut pahalı hesaplama yöntemlerine alternatif olarak, gerçek hayattaki yapıların optimum tasarımları için gereken hesap yükünü azaltacak yeni ve alternatif yöntemler geliştirmektir. Bu doğrultuda genel olarak şu iki temel yaklaşım takip edilmektedir: (i) mevcut metabulgusal yöntemlerin algoritmik yapılarının incelenerek bu tekniklerin optimum boyutlandırma problemlerindeki performanslarının geliştirilmesi, (ii) yapı mekaniği prensiplerini kullanarak çalışan tasarım odaklı yeni optimizasyon tekniklerinin geliştirilmesi. İlk yaklaşımda modern metabulgusal yöntemler yeniden formüle edilip gerçek hayat uygulamaları kullanılarak test edilmiştir. İlaveten, bu yöntemlerdeki toplam hesap yükünü azaltmak açısından; optimizasyon işlemi boyunca denenen kötü tasarımların tespit edilerek yapı analizi aşamasından hariç tutulmasını sağlayan“üst sınır stratejisi”isimli bir yaklaşım önerilmektedir. İkinci yaklaşımda ise, arama yönünü virtüel iş prensipi ve optimizasyon boyunca oluşturulan tasarımların tepki hesaplamalarını kullanarak belirleyen GSS isimli bir rehberli stokastik arama tekniği geliştirilmiştir. GSS'de yapısal analiz ve tasarım kontrol aşamaları boyunca elde edilen bilgiler, oluşturulacak tasarımların mukavemet sınırlayıcılarını düzenlemek için kullanılmaktadır. Öte yandan, virtüel iş prensipi deplasman sınırlayıcılarının sağlanması açısından en etkin elemanların belirlenmesi için kullanılmaktadır. Buna göre, bir yapının optimum boyutlandırılması mukavement ve deplasman sınırlayıcılarının bahsi geçen yöntemler kapsamında ele alınarak yapı eleman kesitlerinin azaltılması suretiyle gerçekleştirilmektedir. Sayısal sonuçlar çelik iskelet yapılarının optimum boyutlandırma işleminde önerilen tekniklerle elde edilecek hesap verimliliğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Practical optimum design of structural systems via modern metaheuristic algorithms suffers from enormously time-consuming structural analyses to locate a reasonable design. This study is an attempt to reduce the computational effort of optimization process involved in real-life applications through development of alternative techniques to the existing computationally expensive methods. Basically two main approaches are considered as (i) investigating the algorithmic structure of the existing metaheuristics and enhancing their performances in sizing optimization problems (ii) developing new design-driven optimization techniques based on the principles of structural mechanics. In the first approach enhanced reformulations of modern metaheuristics are developed and tested using real-life instances. Furthermore, an upper bound strategy is proposed wherein non-improving candidate designs are identified and excluded from the structural analysis stage, diminishing the total computational effort. In the second approach a guided stochastic search (GSS) technique is developed wherein the search direction is determined by the principle of virtual work and response computations of the generated designs. In the GSS, the information provided in the structural analysis and design check stages are utilized for handling strength constraints. Moreover, the principle of virtual work is used to detect the most effective structural members for satisfying displacement constraints. The optimum sizing of a structure is then performed where both strength and displacement criteria are taken into account for reduction of the member sizes along the way the aforementioned constraints are handled. The numerical results indicate the computational efficiency of the proposed techniques in sizing optimization of steel skeletal structures.
Benzer Tezler
- Kriging interpolasyonu kullanan vekil modeller ile gemi kıç formunun viskoz direnç yönünden optimizasyonu
Aft form optimization of ships for minimum viscous resistance by using kriging metamodeling technique
HAYRİYE PEHLİVAN SOLAK
Doktora
Türkçe
2020
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER GÖREN
- Synthesis and characterization of refractory high entropy WNbMoVCrXAlY (X, Y = 0 - 1,0) alloys by mechanical alloying method and vacuum arc melting
Mekanik alaşımlama ve vakum ark eritme yöntemleriyle refrakter yüksek entropi WNbMoVCrXAlY (X, Y = 0 - 1,0) alaşımlarının sentezi ve karakterizasyonu
AMMAR BASIL NADER ALKRAIDI
Doktora
İngilizce
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Parametric façade optimization for natural ventilation and energy efficiency in high-rise buildings
Yüksek katlı binalarda doğal havalandırma ve enerji verimliliği için parametrik cephe optimizasyonu
SANAM AEINFAR
Doktora
İngilizce
2025
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURİ SERTESER
- İnvolüsyonel sinir ağları ile hiperspektral verilerin analizi
Analysis of hyperspectral data with involutional neural networks
MÜCAHİT CİHAN
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT CEYLAN
- Modeling of the marine diesel engines with comparative machine learning methodologies
Gemi dizel motorların karşılaştırmalı makine öğrenmesi yöntemleri ile modellenmesi
MEHMET İLTER ÖZMEN
Doktora
İngilizce
2024
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN AZMİ ÖZSOYSAL