Öngerilmeli Beton Köprü Kirişlerin Diferansiyel Gelişim Algoritması Ile Optimum Tasarımı

Abstract

Bu çalışmada, prefabrike öngerilmeli beton köprü kirişlerinden oluşan ( I Profil ) köprü üst yapılarının, diferansiyel gelişim algoritması tabanlı teknikle, beton ve donatısı esas alınarak maliyet optimizasyonunu başarmak amaçlanmıştır. Tasarımda, elemanın yüksekliği boyunca şekil değiştirmenin lineer olduğu, kesit çatlamadan önce gerilmenin şekil değiştirmeyle lineer orantılı olduğu, kesit çatladıktan sonra betondaki çekme gerilmelerinin ihmal edildiği kabulleri yapılmaktadır. Bu çalışmada tek açıklıklı köprü üst yapısını oluşturan dolu gövdeli kirişler ile yerinde dökme tekniği kullanılarak inşa edilmiş tabliye elemanı dikkate alınmak sureti ile optimum tasarım gerçekleştirilecektir. Kullanılacak kiriş tipi I kesit olup öncekim tekniği tercih edilmiştir. Yapılan bu araştırmada, belirli sınırlayıcılar arasında sonsuz sayıda değerden oluşturulabilecek 70 adet çözüm kümesinin mutasyon, çaprazlama ve karşılaştırma operatörleri uygulanmak suretiyle belirlenmiş iterasyon sayısınca çözümü yapılmış ve hata değeri minimuma indirilmiştir.

Sonuç olarak, Diferansiyel Gelişim Algoritması tekniği ile köprü kirişlerinin maliyet yönünden optimum tasarımı başarıyla gerçekleştirilmiştir. Algoritma bir uygulama projesine uyarlanmış ve yaklaşık %12 civarında kazanç elde edilmiştir. Böylece, Diferansiyel Gelişim Algoritması tekniğinin yapısal optimizasyon problemlerinin çözümünde etkin bir şekilde kullanılabileceği gösterilmiştir.

In this study, it was aimed to achieve the cost optimization by using the bridge top structures (I profile) consisting of prefabricated prestressed concrete bridge beams, differential development algorithm based technique, concrete and equipment. In design, assumptions are made that the deformation along the height of the element is linear, that the tensile is linearly proportional to the shape change before the section cracks, then the section is cracked, and then the tensile stresses in the base are neglected. The optimum design will be realized by considering the full body beams forming the single span bridge upper structure and the plating elements constructed using in situ casting technique. The type of beam to be used is section I, and the first technique is preferred. In this research, the number of iterations determined by applying mutation, crossover and comparison operators of 70 solution sets which can be formed from infinite number of values between certain limiters is solved and the error value is minimized.

As a result, optimum design of the bridge beams in terms of cost has been successfully accomplished by the technique of Differential Development Algorithm. The algorithm was adapted to an application project and a gain of around 12% was achieved. Thus, it has been shown that the Differential Development Algorithm technique can be used effectively in solving structural optimization problems.