Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları

• 1

• MakaleYalnız künye2023Scopus SJRQ1/r/bayburt/10996
  Optimum weight design of steel truss roof systems considering corrosion effect

  Yaren Aydoğdu, Afranur; Artar, Musa; Ergün, Mustafa

  In this paper, the ideal weight for steel truss roof systems is determined while corrosion is considered. Because one of the most crucial problems that steel truss roof systems may experience during their service life is the effect of corrosion. If a corroded structure is designed without considering this effect during the design phase, significant damages and even collapses may occur before it reaches its service life. For this reason, the aim of this study is to make weight optimizations by considering the corrosion effect of steel truss roof systems. Thus, it has been revealed how corrosion that may develop on the truss members' surfaces affects the structure's overall optimum weight. Swarm intelligence-based algorithm approaches, Ant Colony Optimization (ACO), and Butterfly Optimization Algorithm (BOA) are used for this purpose to determine the optimal weight design of five different steel truss roof systems that were previously researched. The main program, which includes structural analysis (FEA) and optimization algorithms, is coded in the MATLAB programming language. The compression and tension bars selected as the limiting functions of the optimization problems are obtained from the stress, displacement, and slenderness conditions specified in the American Institute of Steel Construction-Allowable Strength Design (AISC-ASD, 1989) standard. It is seen that the optimum weight results obtained from all optimization methods for each structure in the non-corrosive condition are relatively similar. This result proves the correctness of the algorithms proposed in this paper. Then, under the influence of corrosion, the optimal weight designs of the structures are carried out. When the findings for the two cases are examined, it can be seen that the optimum weight values for all structures have slightly increased. This is because larger profiles are required due to overcapacity brought on by section loss. The weight of the structure increases in lockstep with the severity of corrosion. All the results like this are presented in detail with the help of tables and graphs in the relevant sections.

  • 
  AtıfScopus13·WoS11·OpenAlex18

  İncele
• Yüksek Lisans TeziAçık Erişim2022/r/bayburt/17238
  Korozyon etkisi altındaki kafes çatı sistemlerin karınca kolonisi ve kelebek optimizasyon algoritma yöntemleri ile minimum ağırlık boyutlandırılması

  Afranur Yaren Aydoğdu

  Optimum tasarım, elde edilen kaynakların en verimli halde kullanılmasını ve hedefe yönelik çalışmalara en sağlam şekilde ulaşmayı sağlayan işlemler toplamıdır. Yapıların optimum tasarımı ile yeterli dayanıma sahip yapılar arasından ağırlığı minimum olanının elde edilmesi amaçlanmaktadır. Öte yandan, hedeflenen amaç doğrultusunda tasarlanan yapısal sisteme etki eden yükler altındaki davranışının da kabul edilebilir sınırlar içerisinde kalması gerekmektedir. Böylece, tasarım sınırlayıcılarını sağlayan ve ağırlığı minimum olan yapının elde edilmesi, optimum tasarım problemini oluşturmaktadır. Optimum tasarımda yapı sistemlerinin çözüm yöntemlerinden biri olan yapay zekaya dayalı optimizasyon teknikleri kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında uzay kafes çatı sistemlerde kullanılan çelik yapı elemanları üzerindeki korozyon etkisi incelenecektir. Düzlem kafes ve uzay kafes çatı sistemlerin korozyon etkisi dahil ve hariç olarak, belirlenen algoritma yöntemleri ile minimum ağırlık tasarımı gerçekleştirilecektir. Sürü zekasına dayanan en eski algoritma yöntemlerinden olan Karınca Kolonisi Optimizasyonu (ACO) ve son yıllarda geliştirilen yeni algoritma yöntemlerinden biri olan Kelebek Optimizasyon Algoritması (BOA) kullanılmıştır. Minimum ağırlık boyutlandırmasını kısa bir sürede gerçekleştirebilmek amacıyla gerekli hesaplamaları yapmak için MATLAB programlama dili kullanılmıştır. Öncelikle düzlem sistemler ve uzay kafes sistemlerin Sonlu Elemanlar Metodu (SEM) ile analizi gerçekleştirilen iki ayrı analiz programı yazılmıştır. Amerikan Çelik Konstrüksiyon Enstitüsü-İzin Verilen Dayanım Tasarımı (AISC-ASD) (1989) standardında belirtilen gerilme, narinlik, deplasman koşulları programa dahil edilmiştir. Öne sürülen ACO ve BOA algoritmaları düzlem ve uzay kafes sistem tasarım örneklerinde MATLAB programlama dilinde kodlanarak oluşturulan analiz programına dahil edilmiştir. Son olarak korozyon etkisi dikkate alındığında minimum yapı ağırlığındaki değişimler tespit edilerek sunulmuştur. Elde edilen analiz sonuçları kendi aralarında ve literatürdeki mevcut sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Analiz sonuçlarında önerilen ACO ve BOA yöntemlerinin düzlem ve uzay kafes sistemlerin çözümünde diğer algoritma yöntemlerinin sonuçlarına oldukça yakın sonuçlar elde edildiği görülmüştür. Böylelikle bu çalışmada kullanılan metodolojinin kabul edilebilirliği ispatlanarak korozyon etkisinin yapının minimum ağırlığının nasıl etkilediği araştırılmıştır. Korozyon etkisi altındaki farklı kafes çatı problemleri incelendiğinde yapının geometrisi, eleman sayısı, yükleme tipi vb. etmenlere bağlı olarak yapının bir miktar ağırlaştığı analiz sonuçlarında tespit edilmiş tablolarla karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Minimum ağırlık tasarımı, karınca kolonisi optimizasyonu, kelebek optimizasyon algoritması, kafes sistemler, MATLAB, korozyon.

  İncele