Ondülin Gövdeli Kirişlerin Stokastik Optimizasyon Yöntemleri Kullanılarak Optimum Boyutlandırılması

Abstract

Gövde kesiti ince dalgalı çelik bir levhanın alt ve üst flanş görevi gören iki çelik plaka ile birleştirilmesi şeklinde tasarlanan ondülin gövdeli kirişler stabilite kaybına ve deformasyonlara engel olurken, yük altında kirişin plastik limit noktasına gelmeden rijitlik kaybına bağlı burkulmasını engelleyerek kesme kuvvetine ve yerel etkilere karşı kirişin yük taşıma kapasitesini arttırmaktadır. Kiriş gövdesinin bu özel yapısı ile kiriş öz ağırlığının azalması ve yük taşıma kapasitesinin artması sağlanarak ekonomik kazanç elde edilmektedir. Bu çalışmada, dalgalı gövde yapısına ait kalınlık ve derinlik parametreleri ile flanşların kalınlıkları tasarım değişkenleri olarak alınarak ondülin gövdeli kirişlerin yeni optimizasyon yöntemleri ile tasarım sınırlayıcıları altında minimum ağırlığa sahip olacak şekilde optimum boyutlandırılması yapılacaktır. Formülasyonu oluşturulmuş yapısal optimizayon problemlerinin çözümü yeni optimizasyon teknikleri olan av arama ve ateşböceği algoritması yöntemlerinin adaptasyonu ile elde edilecek ve bu şekilde aynı zamanda bu stokastik yöntemlerin yapıya ilk uyarlamaları gerçekleştirilerek her iki yöntemin minimum ağırlığının bulunması sürecinde sergilediği performanslar kıyaslanacaktır. Ondülin gövdeli çelik kiriş sistemlerinin tasarımları için BS EN1993-1:2005 (Annex-D, Eurocode 3) ve DIN 18-800 Teil-1 şartnamelerinde öngörülen tasarım kıstasları esas olarak kabul edilecektir. Anahtar Kelimeler: Stokastik Methodlar, Av Arama, Ateş Böceği Algoritması, Ondülin Gövdeli Kirişler.

Corrugated structure of the web cross-section not only increases the resistance of the beam against to shear force and other possible local effects, but also prevents the buckling due to loss of moment of inertia before the plastic limit. This specific structure of the web leads to a decrease in the beam unit weight and increase in the load carrying capacity. In this study, corrugated web beams will be optimized by use of stochastic optimization methods. Web height, web thickness, distance between the peaks of the following two web curves as well as the width and thickness of flange of corrugated beam will be considered as the problem design variables. Optimum design problems, formulations of which are obtained depending on the shape of beams, will be solved with three new optimization methods namely hunting search and firefly algorithm. A number of design examples will be carried out and performances of each method in finding the minimum weight of built-up beams will be compared. Design restrictions for corrugated web beams will be taken from BS EN1993-1:2005 (Annex-D, Eurocode 3) and DIN 18-800 Teil-1. Key words: Stochastic methods, Hunting Search, Fire Fly Algorithm, Corrugated Web Beams