Kutu kesitli köprülerin sezgisel algoritmalar ile optimum tasarımı

Kompozit yapı sistemleri beton ve çelik malzemesinin avantajlarını birleştirerek ekonomik ve güvenli çözümler sunan sistemlerdir. Kompozit kutu kesitli köprüler dikdörtgen veya trapez şeklindeki kutu kesitli çelik kirişlerden ve betonarme döşemeden oluşan köprü sistemleridir. Kompozit kutu kesitli köprülerin güvenli, ekonomik ve estetik olmaları gibi avantajları bu köprü tipinin tez çalışması için seçilmesinde etkili olmuştur. Optimizasyon problemlerinin çözülmesinde uygun optimizasyon tekniğinin seçilmesi önemli bir husustur. Yapı sistemleri genellikle büyük ve karmaşık problemler olmakla birlikte çok fazla çözüm seçeneği bulunması nedeniyle bu problemlerde çok fazla yerel minimum noktası bulunmaktadır. En uygun tasarım için tüm minimum noktaları içerisinden global minimum noktasının seçilmesi gerekmektedir. Sezgisel algoritma yöntemlerinin yerel minimum noktalarına takılmadan global minimum noktasına ulaşması ve bu yöntemler ile problemlerin hızlı ve kolay olarak çözülebilmesi sezgisel algoritma yöntemlerinin avantajlarındandır. Bu tez çalışması kapsamında doğrusal betonarme-çelik kompozit kutu kesitli farklı açıklığa sahip 6 adet köprünün optimum tasarımı yapılmıştır. Optimum tasarım işlemi yapılmadan önce köprülerin sonlu elmanlar modeli ile tasarımı yapılarak köprülere etki eden maksimum yüklemeler elde edilmiştir. Bu köprülerin dört farklı sezgisel algoritma yöntemi (Yapay Arı Koloni Algoritması, Armoni Arama Algoritması, Parçacık Sürü Optimizasyonu ve Gri Kurt Optimizasyonu) ile optimum tasarımı yapılmıştır. Optimum tasarım probleminde kullanılan çelik malzeme miktarının minimum tutulması hedeflenmektedir. Tasarımda en uygun değer bulunurken, amaç fonksiyonunun gerilme, sehim ve geometrik sınırlayıcıları sağlaması gerekmektedir. Klasik tasarım ve optimum tasarım yöntemlerinin karşılaştırılması amacıyla üç açıklı bir köprü tasarlanarak çelik malzemesinden elde edilen tasarruf miktarı belirlenmiştir.