Geri Dön

An Optimization method for economic design of the hall buildings

Başlık çevirisi mevcut değil.

  1. Tez No: 69024
  2. Yazar: ABDULLAH SÖNMEZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NECATİ ŞEN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Mimarlık, Architecture
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1998
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Bilgisi Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 364

Özet

VI ÖZET Geniş açıklıklı mekanların üstünün örtülmesi için kullanılabilecek çeşitli taşıyıcı sistemden biri olan düzlem kafes sistemlerin boyutlarının, geometrisinin ve kullandığı malzeme miktarının dolayısıyla maliyetinin, aynı zamanda kullanıldığı yapının boyutları, formu, görünüşü, maliyeti ve diğer tasarım kriterleri ile doğrudan ilişkili olması, ihtiyaçları karşılayacak en iyi - optimum ürünü elde edebilmek için, taşıyıcı sistem tasarımı ile mekansal tasarımın birbirinden ayrılmadan, birlikte yürütülmesini gerektirmektedir. Değişkenleri (Geometrisi, boyutları, yükleri ve diğer statik özellikleri gibi) belirli olan tek bir düzlem kafes kirişin kullandığı malzeme miktarının dolayısıyla maliyetinin belirlemek için çeşitli statik analiz yöntemleri kullanarak bütün çubuk kuvvetlerinin hesaplanması, çubuk kesit alanlarının bulunması ve tek tek çubuk ağırlıkları ile toplam ağırlığın hesap edilmesi gibi uzun bir yol takip edilmektedir, ayrıca değişkenlerden sadece birinin farklı bir değer alması durumunda dahi, bu son durumun malzeme miktarı ve maliyetle ilgili değerlerin bulunabilmesi için aynı statik analiz ve hesaplama sürecinin tekrarı gereklidir. Bunun yanında tasarım süreci, diğer niceliksel ve niteliksel pek çok tasarım kriteri ile birlikte taşıyıcı sistem geometrisinin, boyutlarının ve maliyetinin de ele alınarak değerlendirildiği ve ihtiyaçları en iyi karşılayacak optimum sonuca ulaşıncaya kadar çok sayıda denemenin yapıldığı, en iyi olan sonucu bulana kadar aramanın sürdüğü bir süreçtir. Bu yüzden tasarım aşamasında; düzlem kafes kiriş geometrisini, boyutlarını, yük durumlarını dolayısıyla kullandığı malzeme miktarı ile maliyetini doğrudan ilgilendiren yapının boyutları, formu, görünüşü ile ilgili her deneme için klasik yollar kullanılarak statik analizlerle düzlem kafes kirişin kullandığı malzeme miktarını ve maliyetini tespit ederek diğer tasarım kriterleri ile birlikte değerlendirme yapmaya çalışmak pratik olarak mümkün olmamaktadır.VII Mimarlık Bölümü, Yapı Bilgisi Anabilim dalında, doktora çalışması olarak yapılan bu tezde; düzlem kafes kirişleri yapılarında kullanacak olan mimarların, tasarım aşamasında yararlanabilecekleri, kafes kiriş tasarımı ile yapının tümünün tasarımını bir bütün halinde yapabilmelerine yardımcı olacak bir yöntem oluşturmak amaçlanmaktadır. Amaç olan bu yöntem ile, aynı zamanda yapının tümünün tasarımında da etkili olan; düzlem kafes kirişleri biçimlendiren boyutların ve geometrik özelliklerin (uzun açıklık, aks aralığı, kafes kiriş tipi, kafes kiriş yüksekliği, kafes kirişin alt ve üst başlıklarının açılan gibi), yük durumunun ve kafes kirişin kullandığı malzeme miktarının (dolayısıyla maliyetinin) - birbirleriyle olan ilişkilerini yansıtan formüller elde edilmektedir. Önerilen yöntem ile hazırlanan formülleri kullanarak, düzlem kafes kirişlerin, belirlenen değişkenlerinin istenen her farklı durumu için, diğer değişkenlerin alacağı değerleri statik analiz yöntemlerine başvurmadan, yaklaşık değerler halinde bulabilmek amaçlanmaktadır. Bu amaçla çalışmanın birinci bölümünde, problemin tanımı yapıldıktan sonra amaç olan önerilen çözüm yönteminin hangi yol izlenerek gerçekleştirileceği ve çalışmanın kapsamı açıklanmaktadır. Çalışmanın ikinci bölümünde, bir strüktür sistemi olarak düzlem kafes sistemlerin strüktür sistemleri içindeki yeri, genel teorisi, tipleri ve analiz yöntemleri ile tarihsel gelişimi, en çok kullanılan tipleri, hangi yapı türlerinde kullanıldığı ve bu kullanıldığı yapı türlerinin özellikleri konularında açıklama ve tanımlamalar ile düzlem kafes kirişlerin irdelemesi yapılmaktadır. Ayrıca, kendisi de kiriş kesitlerindeki malzeme miktarının optimizasyonu çalışmalarının bir ürünü olan düzlem kafes kirişlerin, belirlenen şartlara göre etkin geometrisinin tayinini pratik yoldan yapabilmek bu çalışmanın amaçlarından olduğu için, strüktür sistemlerinde etkinlik, ekonomiklik ve yapısal optimizasyon kavramları açıklanmaktadır. Yine bu bölümde düzlem kafes kiriş kullanan yapılardaki tasarım süreci ve mimarın bu süreç içindeki yeri konusuna değinilmektedir çünkü, mimarın bu süreç içinde daha doğru ve kolay karar vermesiniVIII sağlayabilmek bu çalışmanın ana amaçlarındandır. Bu bölümde ayrıca, amaç olan yöntemi oluşturma sürecinde kullanılan istatistiki ve matematiksel bazı kavramlar aktarılmaktadır. Yöntem oluşturma sürecinin adımlan olan, değişkenler arasındaki ilişkilerin formülasyonun hangi tip kafes kirişler için yapılacağı, hangi değişkenlerin hangi aralıklarda sınırlandırılacağı ve malzeme miktarlarının hangi yöntem ile elde edileceği gibi belirleme ve sınırlamalar üçüncü bölümde yapılmaktadır. Daha sonra belirlenen her kafes kiriş tipi için, belirlenen ve sınırlanan değişkenler çerçevesinde, statik analiz yöntemleriyle hesaplanan malzeme miktarlarının oluşturduğu birer veri kümesi elde edilmektedir. Bu bölümde ayrıca, hazırlanan veri kümelerinin yardımıyla, değişkenlerin ilişkilerini formüle edebilmek için denenen çeşitli yöntemler ile, önerilen yöntem açıklanmakta ve önerilen yöntemin seçiminde etkili olan kriterler belirtilmektedir. Çalışmanın dördüncü bölümünde, önerilen yöntem kullanılarak, belirlenen düzlem kafes kiriş tipleri için belirlenen değişkenlere bağlı formüller oluşturulmaktadır. Daha sonra önerilen yöntemin test edilmesi amacıyla, oluşturulan formüllerle elde edilen malzeme miktarları ile, veri kümelerindeki statik analizlerle hesaplanan malzeme miktarlarının karşılaştırılması ve hata oranlarının tespiti yapılmaktadır. Böylece önerilen yöntem ile hazırlanan, değişkenler arası ilişkileri yansıtan formüllerin hangi yaklaşıklık oranı ile sonuca ulaştığı tespit edilmektedir. Beşinci bölüm olan sonuç bölümünde, tasarımında düzlem kafes kirişleri kullanmak isteyen mimarın, optimum sonucu elde edebilmek için, taşıyıcı sistem tasarımı ile mekansal tasarımı birlikte yapmasına yardımcı olacak olan bu yöntem ile elde edilen sonuçların tartışması yapılmaktadır.

Özet (Çeviri)

III ABSTRACT Plane trussed system is one of the structural systems that is used to cover places that are long spanned. The dimensions, geometry and the amount of material to be used which is the cost of the plane trussed systems and the dimensions, form, appearance, cost, and other design criteria of the building where it will be used should be always in direct relation, in order to get the optimum product, thus the structural system and the spatial designs should be considered within a holistic approach. Calculating the cost that is the amount of material to be used at a plane truss beam in which the variables (such as geometry, dimensions, load and the other static characteristics) determined, necessitates a long process of calculation of all the stick forces, finding the section areas of the sticks, and calculation of the stick weights one by one or as a whole, besides if only one of the variables takes a different value, it would be necessary to do the same static analysis and the calculations in order to find the optimum final real amount of material and the values related with the cost. Besides, the design process is a long process where, as well as the many qualitative and quantitative design criteria, the geometry, dimensions, and the cost of the structural system are evaluated together till the optimum result that would supply the needs is achieved. Therefore, at the design level; for every attempt that is in relation with the dimensions, loads, and the geometry of the plane truss beams, and the dimensions of the building, form, and its appearance, it would not be practically possible to make evaluations by calculating the amount of material a plane truss beam uses and its cost that are in relation with the cost and with the other design criteria through static analysis and classical methods.IV The purpose of this study, prepared, as a doctorate dissertation at the faculty of Architecture -Department of Structure and Construction -, is to formulate a method for the architects who would use plane trussed beams at their buildings at the design level, which provides the opportunity to design the building as a whole by the design of the plane truss. The purpose of this method is to formulate formulas that would reflect the relations between the dimensions that shape the plane truss beams, the geometrical characteristics (such as long span, column spacing, the type of the trass beam, the height of the truss beam, the angles of the upper and lower chords), the condition of load, and the amount of material truss beam uses (that is the cost). By using the formulas prepared by the proposed method, it has been aimed to determine the approximate values of the other variables without consulting to the static analysis methods, for every determined different condition of variables. With this purpose, at the first chapter of this study, after the identification of the problem, the way that will be followed in order to realise the proposed method and the content of the study will be explained. At the second chapter of the study, as a structural system, the place of the plane trussed system among the structure systems, general theory, type and analysis methods and historical development, the most commonly used types, the types of the buildings where it will be used and the characteristics of these buildings will be explained and with the definitions the plane truss beams will be examined in detail. Besides, since determining the efficient geometry in respect to the determined conditions is one of the purposes of this study of the plane truss beams that are the product of the optimisation of the amount of material at the sections of the beams, can be explained with concepts such as efficiency and economy in structure systems, and structural optimisation. Again in this chapter, the design process of the building that use plane truss beams and the role of the architect within this process have been discussed, because enabling the architect to make correct and easy decisions is one of the main purposes of this study. In this chapter, also some statistical andV mathematical concepts that have been used in the preparation process of the method which is the purpose have been discussed. As the steps of method formation process, determinations and limitations such as the determination of the formulation of the types of the relations between the variables, the Hmitation intervals of the variables, and determination of the frame of the method for obtaining the amount of material have been gjven in the third chapter. Later, for every determined type of truss beam, within the frame of determined and limited variables, a set of data of the amount of material that has been calculated by the static analysis methods has been obtained. Within this section, also, in order to formulate the prepared data set, with the various methods that have been tried and the proposed method have been explained and the criteria that are effective in the selection of the proposed method have been determined. At the fourth chapter of the study, by using the proposed methods, formulas have been formulated in respect to the determined types of plane truss beams. Later, in order to test the proposed method, the amount of material obtained by the formulated formulas and the amount of material that has been calculated by the static analysis of the data set have been compared and their error ratios have been compared. Therefore, it would be possible to explain by which the approximate ratios do the formulas, which are prepared by the proposed method reflecting the relations between components, attain a result. At the fifth chapter, which is the conclusion, for an the architect who wants to use plane truss beams at their designs, in order to obtain the optimum result, the results of this method that would help the architect to do the design of structural system and the spatial design together have been discussed.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    106538

    Yarı-rijit birleşimli çelik çerçeve sistemlerin genetik algoritma yöntemiyle optimum tasarımı

    Optimum design of semi-rigid steel frames using genetic algorithm

    SADIK ÖZGÜR DEĞERTEKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    İnşaat MühendisliğiDicle Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. M. SEDAT HAYALİOĞLU

  2. Tez No

    299966

    Matlab programlama dili kullanarak kafes sistemlerin optimum tasarımı

    Optimum design of truss systems by using Matlab programming language

    YUNUS GÖNDEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    İnşaat MühendisliğiDicle Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. M. SEDAT HAYALİOĞLU

  3. Tez No

    610386

    AASHTO rehber teknik şartnamesine (AASHTO-GSID) göre köprülerde sismik yalıtım tasarımı

    Seismic isolation design of bridges according to AASHTO guide specifications for seismic isolation design

    SAMİ ARI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÜNAL ALDEMİR

  4. Tez No

    503352

    A simulation-based optimization method for building thermal design

    Binaların termal tasarımı için simulasyon bazlı bir optimizasyon yöntemi

    SADIK YİĞİT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    EnerjiBoğaziçi Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BELİZ ÖZORHON ORAKÇAL

  5. Tez No

    656916

    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

    Türkçe

    2020

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖMER GÖREN

Geri Dön