Dairesel boşluklu kirişlere sahip çelik çerçevelerin optimum boyutlandırılması
Optimum design of steel frames with cellular beams
- Tez No: 474138
- Danışmanlar: DOÇ. ERKAN DOĞAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Bu çalışmada dairesel boşluklu, hücresel kirişlere sahip çelik çerçevelerin ağırlık optimizasyonu yapılmıştır. Ayrıca elde edilen optimum yapı sisteminin sonlu elemanlar analizi yapılarak yük altındaki davranışı araştırılmıştır. Optimum yapı sistemi tasarımı, LRFD-AISC (Yük ve Direnç Faktörü Tasarımı - Amerikan Çelik Konstrüksiyon Enstitüsü)'de öngörülen hükümler doğrultusunda gerçekleştirilmiş olup tasarım kriterleri (sınırlayıcılar) olarak dairesel boşluklu kirişlerin optimizasyonunda kullanılan sınırlayıcılar ile çelik çerçeve optimizasyonunda kullanılan sınırlayıcılar kombine edilmiş ve optimum boyutlandırma algoritması yapılırken bütün bu sınırlayıcıların sağlanması hedeflenmiştir. Av arama optimizasyon tekniği, hayvanların (aslanlar, kurtlar, yunuslar vb.) grupça avlanmalarından esinlenerek geliştirilen bir optimizasyon yöntemidir. Bu çalışmada geliştirilen optimum tasarım algoritmasında av arama optimizasyon tekniği kullanılmıştır. Bu hayvanların her birinin farklı bir avlanma yöntemi olsa da genelde grup olarak hareket ederler. Bir kurban seçerler. Kurbanı bir çember içine alıp yakalayana kadar pozisyonlarını kendi pozisyonlarına ve grubun diğer üyelerinin pozisyonuna göre güncellerler. Çemberi daraltarak kurbanlarını yakalamaya çalışırlar. Eğer kurban çemberden kaçarsa, onu tekrar çembere almak için grupça yeniden organize olurlar. Bu çalışmada av arama optimizasyon tekniği, daha etkin kullanılabilme adına yeniden formülize edilmiş ve bu sayede optimum yapı sistemi elde edilmiştir. Çelik çerçeve tasarım değişkenleri (çerçeve çubuklarının çelik profil kesitleri) olarak hazır standart kesitler kullanılmıştır. Tasarım algoritması, çerçeve elemanları için seçilen ayrık kümeyi LRFD-AISC'de verilen 272 W kesitin tamamı olarak kabul eder. Çalışmada çelik çerçeve kirişleri hücresel kiriş olarak tasarlanmıştır. Bu nedenle hücresel kirişlerin boşluk çapı ve boşluk sayısı değerleri de tasarım değişkenleri olarak optimum tasarım problemine dahil edilmiştir. Hücresel kirişlerde bulunan dairesel boşluklar tüm kiriş ağırlığını azaltırken kiriş yüksekliğini, atalet momentini ve mukavemet momentini arttırmakta, dolayısı ile tüm çerçeve ağırlığı azaltılmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, weight optimization of steel frames with cellular beams is carried out. Besides, the behavior of optimum structural system under external loads was investigated by use of finite element analysis. Design constraints of optimum structural systems are implemented from the LRFD-AISC. As a design criterion, the constraints used in the optimization of circular hollow beams and the constraints used in steel frame optimization were combined during the optimization process. Hunting search optimization technique is an optimization method inspired by group hunting of animals (lions, wolves, dolphins etc.). In this study hunting search optimization method is used to develop the optimum design algorithm. Although each of these animals has a different hunting method, they usually all act in a group. They choose a prey. They encircle the prey and each member of the group corrects its position based on its own position and the position of other members until they catch the prey. They narrow down the ring and try to catch their prey. If a prey escapes from the ring, hunters reorganize the group to take it back to the ring. In this study, the hunting search optimization technique is reformulated to use more effectively and thus the optimum structure system is obtained. Standard sections are used as steel frame design variables (steel profile sections of frame members). The design algorithm considers the discrete set selected for the frame elements as the complete set of 272 W-sections as given in LRFD-AISC (Load and Resistance Factor Design, American Institute of Steel Construction). In the study steel frame's beams are designed as cellular beams. Therefore, number and diameter of the cellular beam holes are included in the optimum design problems as design variables. The circular holes in the cellular beams increase the overall beam depth, moment of inertia and section modules of the original rolled beam, while reducing the overall beam weight. Thus the overall frame weight is reduced.
Benzer Tezler
- Gövdesi dairesel boşluklu çelik-betonarme kompozit I-kirişlerin yangın davranışlarının deneysel olarak incelenmesi
Investigating experimental fire behavior of steel-concrete composite cellular I-beams
PINAR SUNAR BÜKÜLMEZ
Doktora
Türkçe
2019
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK
- Optimum boyutlandırılmış gövde yüksekliği artırılmış çelik kirişlerin yük taşıma kapasitelerinin karşılaştırmalı analizi
The comparative analysis of ultimate load carrying capacity of optimally designed web-expanded steel beams
SERKAN TAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İnşaat MühendisliğiAkdeniz Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FERHAT ERDAL
- Farklı boşluk şekillerine sahip rijitlik levhalı petek kirişlerin eğilme davranışının deneysel araştırılması
Experimental investigation of the effect of different type of stiffness plate on bending behavior in castellated steel beams
FİKRİYE EZGİ YALNIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiErciyes Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ DÜĞENCİ
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN ÇİLSALAR
- Berkitme levhalarının dairesel boşluklu çelik kirişlerin yük taşıma kapasitelerine etkilerinin sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
Analysis of the effect of the stiffeners on the load bearing capacities of cellular beams with the finite element method
GÖKHAN DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiAkdeniz Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FERHAT ERDAL
- Investigation the stress behavior of castellated steel beams
Boşluklu çelik kirişlerin stress davranışlarının araştırılması
EMRE ŞEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TALHA EKMEKYAPAR