Sezgisel Algoritmalar Destekli Topoloji Eniyilemesi Yöntemi ile Kompozit Kolonlarda Kullanılan Çelik Profillerin Tasarımı


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Elif Gökçe İNCE

Danışman: Fatih Mehmet Özkal

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Amaç: Bu çalışmada etrafı beton ile çevrelenmiş çelik kompozit kolonların yapısal başarımlarının artırılması amaçlanmaktadır. Bu amaçla topoloji eniyilemesi ve sezgisel algoritmalar kullanılarak çelik profilin optimum tasarımı yapılmış ve optimum tasarım işleminin kompozit kolonların performansı üzerine etkileri incelenmiştir. Farklı enkesit alanlarına sahip kompozit kolonların sonlu elemanlar yöntemi ile doğrusal olmayan analizleri yapılmıştır. Yöntem: Yapılan çalışma kapsamında kompozit kolon içerisinde bulunan çelik profilin optimum tasarımı için öncelikle topoloji eniyilemesi yöntemi kullanılmıştır. Topoloji eniyilemesinden elde edilen sinüzoidal boşlukların geometrik boyutları birer sezgisel algoritma yöntemi olan Parçacık Sürü Optimizasyonu ve Armoni Arama algoritması ile belirlenmiştir. Optimum tasarımın kompozit kolonların yapısal başarımına etkisinin belirlenmesi için etrafı beton ile çevrelenmiş çelik kompozit kolonların sayısal modellemesi sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Sayısal modellemede kompozit kolonlarda kullanılan malzemelerin doğrusal olmayan özellikleri dikkati alınmıştır. Sabit eksenel kuvvete ve artan yatay kuvvete maruz bırakılan kolonların hasar durumları incelenmiştir. Ayrıca analizi yapılan kolonlara ait yatay kuvvet – ötelenme grafikleri karşılaştırılmıştır. Bulgular: Topoloji eniyilemesi sonucunda kompozit kolon içerisindeki çelik profil gövdesinde bırakılacak en uygun boşluk şeklinin sinüzoidal olduğu tespit edilmiştir. Literatürde yer alan bir adet kompozit kolon deneyinin sayısal modeli kurularak sayısal modelin geçerliliği gösterilmiştir. Kompozit kolon içerisinde kullanılan çelik profilin gövde yüksekliğinin arttırılmasının yük taşıma kapasitesini, ötelenme yapabilme kapasitesini ve enerji tüketme kapasitesini önemli derecede arttırdığı belirlenmiştir. Sonuç: Etrafı beton ile çevrelenmiş kompozit kolonlar içerisinde kullanılan çelik profilin gövde yüksekliğinin sinüzoidal boşluklar bırakılarak arttırılması kompozit kolonların yapısal başarımlarını önemli derecede arttırmaktadır. Anahtar Kelimeler: kompozit kolon, doğrusal olmayan analiz, topoloji eniyilemesi, sezgisel algoritmalar