Betonarme binaların tasarımında görüntü işleme ve optimizasyon tabanlı otomasyon yaklaşımı

Bu çalışmada, mimari planlardan yola çıkılarak taşıyıcı sistem tasarımının görüntü işleme ve sezgisel optimizasyon yöntemleri ile otomasyonu amaçlanmıştır. İlk aşamada, dijital mimari planlar görüntü işleme teknikleri kullanılarak analiz edilmiş; yapısal aks sistemi ve potansiyel kolon yerleşim noktaları nesnel ve tekrarlanabilir bir biçimde belirlenmiştir. Bu veriler temel alınarak oluşturulan aks sistemi üzerinde kolonların yerleştirilmesi ile kolon ve kiriş kesitlerinin seçimi, yapı maliyeti ve yönetmelik gereklilikleri dikkate alınarak karma tamsayılı bir optimizasyon problemi olarak formüle edilmiştir. Çözüm uzayı büyük oranda ayrık yapıda olup yalnızca küçük bir bölümü geçerli çözümlerden oluştuğu için, klasik türev tabanlı yöntemler yerine sezgisel algoritmalar kullanılmıştır. Bu kapsamda farklı optimizasyon algoritmaları kullanılarak sistem test edilmiş, performansları karşılaştırılmış ve en iyi sonuçları veren algoritma belirlenmiştir. Her çözüm adayının değerlendirilmesi; algoritmik modelleme, sayısal analiz ve özel amaç fonksiyonu hesaplamalarını içermektedir. Bu işlemler çözüm adayları arasında bağımsız olarak yürütülebildiğinden, süreç algoritmanın kendisi paralel olarak çalışmasa da her adayın değerlendirilmesinde yüksek paralellik potansiyeli barındırmaktadır. Bu bağlamda, analizlerin çok çekirdekli işlemcilerde eşzamanlı yürütülmesini sağlayan paralel hesaplama yapısı geliştirilmiştir. Taşıyıcı sistem analizleri, yüksek hız avantajı nedeniyle OpenSEES platformunda gerçekleştirilmiş; değerlendirme ve ceza fonksiyonları ise MATLAB ortamında tanımlanmıştır. Geliştirilen sistem, farklı algoritmaların karşılaştırılması sonucunda optimum taşıyıcı sistem tasarımının elde edilmesine olanak sağlayan, kullanıcıdan minimum veri girişiyle çalışan uçtan uca bir otomasyon yaklaşımı sunmaktadır.