Metasezgisel algoritmalar ile petek kirişlerin optimizasyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Gelişim Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği , Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MARWAN ABDULKAREEM SHAKIR AL-BAYATI
Danışman: Ahmad Reshad Noorı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışması, petek kirişlerin tasarımında toplam maliyeti minimize etmek amacıyla, gelişmiş ve akıllı optimizasyon algoritmalarının kullanıldığı bilimsel bir yaklaşım geliştirmeyi amaçlamaktadır. Bu kapsamda, farklı boşluk türleri (daire, altıgen ve sinüzoidal) ve değişken kiriş uzunlukları (300 cm ile 800 cm arası) dikkate alınarak çok değişkenli ve karmaşık bir tasarım ortamı oluşturulmuştur. Önerilen yöntem çerçevesinde beş farklı optimizasyon algoritması (CPA, IRO, TWO, VPS ve ICA) kullanılmıştır. Bu algoritmalar ayrı ayrı çalıştırılmış ve her birinin performansı detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. Bu beş algoritmanın birlikte ve entegre biçimde ilk kez bu alanda kullanılmış olması, çalışmanın önemli bir özgün katkısıdır. Mevcut literatürde bu algoritmaların tamamının aynı çalışmada petek kiriş tasarımı için birlikte değerlendirildiği herhangi bir akademik çalışmaya rastlanmamaktadır. Bu bütüncül yaklaşım, sadece çözüm çeşitliliği sağlamamış, aynı zamanda algoritmaların işlem süresi, stabilite düzeyi, istatistiksel güvenilirliği ve optimum çözüme ulaşma kapasiteleri açısından karşılaştırmalı değerlendirme yapılmasına da olanak tanımıştır. Ayrıca, sinüzoidal boşluklarla tasarlanan petek kirişler literatürde oldukça sınırlı düzeyde ele alınmışken, bu tezde bu boşluk tipi ilk kez detaylı biçimde modellenmiş ve analiz edilmiştir. Sinüzoidal boşluklara ait elde edilen sonuçlar diğer boşluk tipleriyle karşılaştırmalı olarak incelenmiş, özellikle 800 cm uzunluğundaki kirişlerde gerçek dışı sonuçlar gözlemlendiği için bu uzunluk analiz dışında bırakılmıştır. Bu durum, yalnızca algoritmik değerlendirmeyle değil, aynı zamanda mühendislik mantığıyla desteklenen özgün bir yaklaşımı da yansıtmaktadır. Çalışmada ayrıca, her bir algoritmanın performansına ilişkin trend analizi gerçekleştirilmiştir. Böylece boşluk tipi ve kiriş uzunluğu gibi tasarımsal değişkenlerin sonuçlar üzerindeki etkisi derinlemesine incelenmiş; hangi algoritmanın hangi koşullarda daha kararlı ve güvenilir sonuçlar verdiği belirlenmiştir. Bu kapsamda, algoritmaların nihai çözümlerinin tutarlılığı ve dağılımı değerlendirilmiş, bu tür bir analiz literatürde petek kiriş tasarımı bağlamında daha önce yapılmamış olup çalışmanın özgün değerini artırmaktadır. Ek olarak, her algoritmanın 10.000 iterasyona kadar olan amaç fonksiyonu davranışı incelenerek duyarlılık analizi gerçekleştirilmiştir. Bu sayede algoritmaların optimum çözüme ne kadar hızlı ve stabil bir şekilde ulaştıkları belirlenmiştir. Bu yaklaşım, yalnızca sonuca değil, aynı zamanda çözüm sürecine de odaklanmaktadır. Ayrıca standart sapma, işlem süresi ve korelasyon katsayısı gibi istatistiksel ölçütler de değerlendirilmiş; bu ölçütlerin algoritmalar, boşluk tipleri ve kiriş uzunlukları ile olan ilişkileri detaylı olarak analiz edilmiştir. Çalışmada, algoritmaların temel tasarım değişkenlerine (kesit yüksekliği, başlık genişliği, başlık kalınlığı ve gövde genişliği) verdiği tepkiler de değerlendirilmiştir. Bu yaklaşım, algoritmaların tasarım üzerindeki etkisini daha net ortaya koymuş ve tasarımın stabilitesi açısından önemli bulgular sunmuştur. Ayrıca, geliştirilen optimizasyon algoritmaları ile elde edilen kesit boyutlarının doğruluğu ANSYS sonlu elemanlar analizleri ile doğrulanmış, böylece çalışmanın mühendislik güvenilirliği pekiştirilmiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışmasının hem kullanılan yöntemler hem de analiz düzeyi açısından yüksek bir özgünlüğe sahip olduğu ve modern mühendislik uygulamalarında petek kirişlerin akıllı tasarımına katkı sağlayacak nitelikte önemli bir bilimsel kaynak olduğu söylenebilir.