Elastik Zemin Üzerine Oturan Uzay Çelik Çerçevelerin GA ile Optimum Tasarımı

Abstract

Bu çalışmada, Genetik Algoritma ve MATLAB-SAP2000 OAPI (Open Application Programming Interface) kullanılarak uzay çelik çerçevelerin AISC'den (American Institute of Steel Construction) alınan W profilleri arasından minimum ağırlıklı olacak şekilde optimum boyutlandırılması yapılmaktadır. Gerilme sınırlayıcıları Yük ve Tasarım Katsayıları yöntemiyle AISC-LRFD (American Institute of Steel Construction - Load and Resistance Factor Design) standardına uygun şekilde dikkate alınmaktadır. Ayrıca maksimum yer değiştirme, katlar arası rölatif yer değiştirme, kolon-kolon ve kolon-kiriş geometrik sınırlayıcıları kullanılmaktadır. Yapı zemin etkileşimi üç parametreli zemin modeli uygulanarak dikkate alınmıştır. İncelenen örnekler, zemin etkisini dikkate alındığı ve dikkate alınmadığı durumlar için boyutlandırılmış ve elde edilen sonuçlar tablo ve şekiller ile karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Tüm optimizasyon aşamaları için MATLAB’de SAP2000-OAPI ile birlikte çalışabilen bir program kodlanmıştır. Bu sayede SAP2000 programında modellenen uzay çelik çerçeveler, MATLAB programı yardımı ile sürekli güncellemektedir. Analiz sonuçları, zemin etkisinin dikkate alınmasının kolon en kesiti boyutlarının büyümesine ve bu nedenle daha ağır uzay çerçevelerin elde edilmesine neden olduğunu göstermektedir.

In this study, optimum designs of space steel frames are carried out with W profiles from AISC (American Institute of Steel Construction) by using Genetic Algorithm and MATLAB-SAP2000 OAPI (Open Application Programming Interface). The stress constraints from AISC-LRFD (American Institute of Steel Construction - Load and Resistance Factor Design), maximum lateral displacement and inter storey drift constraints, column-column and column-beam geometric constraints are used in the study. Three-parameter foundation model is used in the study to incorporate soil-structure interaction. The examples investigated are designed for the cases of frames with and without structure-soil interactions for comparison. A program is coded in MATLAB interacting with SAP2000 OAPI for all optimization procedures. Thus, the steel space frame systems modeled in SAP2000 are continuously updated by MATLAB. Results of the analyses show that consideration of soil-structure interaction ends up with larger column cross sections and so, heavier space frames are obtained.