Farklı zemin gruplarının uzay çelik çerçeve yapıların optimum tasarımına etkisinin incelenmesi

Günümüzde sezgisel optimizasyon yöntemleri, mühendislik disiplinlerinin birçok alanında yaygın olarak kullanılmakta ve karmaşık problemlerin çözümünde etkin çözümler sunmaktadır. Bu çalışmada, karahindiba tohumunun üç aşamalı uçuş davranışını simüle eden Karahindiba Optimizasyon Algoritması (Dandelion Optimizer, DO) kullanılarak, dört farklı uzay çelik çerçeve yapısının farklı zemin sınıflarına göre optimum tasarımı gerçekleştirilmiştir. Çalışmada kullanılan yapı örnekleri literatürde yer alan 132 elemanlı, 135 elemanlı (çaprazlı), 428 elemanlı ve 720 elemanlı (10 katlı) uzay çelik çerçevelerdir. DO algoritması, MATLAB programlama dili kullanılarak kodlanmış ve SAP2000 yazılımı ile Open Application Programming Interface (OAPI) aracılığıyla entegre edilmiştir. Yapıların boyutlandırma ve optimizasyon süreçleri, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2018) ile Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapımına Dair Esaslar (ÇBYHY-2016) esas alınarak gerçekleştirilmiş; analizlerde dayanım, stabilite ve deplasman kısıtları dikkate alınmıştır. Yapılar, TBDY-2018'de tanımlanan ZA, ZB, ZC, ZD ve ZE olmak üzere beş farklı zemin sınıfı altında ayrı ayrı optimize edilmiş ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Yapılan analizler sonucunda, zemin sınıfı ZA'dan ZE'ye doğru ilerledikçe yapıların optimum kesit boyutlarının arttığı ve buna bağlı olarak toplam yapı ağırlığının da anlamlı şekilde yükseldiği gözlemlenmiştir. Bu kapsamda, 132 elemanlı modelde %68, 135 elemanlı modelde %50, 428 elemanlı modelde %57 ve 720 elemanlı modelde %45 oranında ağırlık artışı tespit edilmiştir. Aynı şekilde, yapıların maruz kaldığı toplam deprem kuvvetlerinde de sırasıyla %258, %468, %292 ve %160 oranlarında artış meydana gelmiştir. Bu sonuçlar, zemin yumuşadıkça yapıların hem taşıyıcı sistem gereksinimlerinin hem de sismik taleplerin belirgin biçimde arttığını ortaya koymakta, zemin sınıfının yapısal tasarım üzerindeki kritik rolünü vurgulamaktadır. Bu durum, zemin özelliklerinin yapısal optimizasyon üzerinde doğrudan etkili olduğunu ortaya koymaktadır.