Harmoni Arama Algoritması İle Betonarme Konsol Dayanma Duvarlarının Optimum Tasarımı

Abstract

Günümüzde, karşılaşılan bazı karmaşık mühendislik problemlerinin çözümünde matematik tabanlı deterministik yöntemler yetersiz kalabilmektedir. Bu tür durumlarda daha kısa sürede güvenilir sonuçlara ulaşmak için sezgisel optimizasyon yöntemleri kullanılmaktadır. Harmoni arama algoritması, son zamanlarda geliştirilen bir sezgisel optimizasyon yöntemidir. Bu algoritma, müzik icrası sırasında en iyi harmoniyi bulma prensibine dayanmaktadır. Harmoni arama algoritması, gradyan arama yerine rastgele aramayı kullanır. Yöntemde tasarım değişkenleri için herhangi bir başlangıç değerine ihtiyaç duyulmaz. Bu çalışmada, betonarme konsol dayanma duvarının optimum tasarımı harmoni arama algoritması kullanılarak yapılmıştır. Optimum tasarım probleminin matematik modelinde; temel genişliği, gövdeden çıkma mesafesi, temel plağının kalınlığı ve duvar eğimi tasarım değişkenleri olarak alınmıştır. Bu değişkenlerin değerleri önceden belirlenmiş tasarım havuzundan seçilmiştir. Bu değerler belli bir artım miktarıyla alt ve üst sınırlara sahip ayrık değişkenlerden oluşmaktadır. Analizler, belirli duvar yüksekliği, içsel sürtünme açısı ve dolgu birim hacim ağırlık değerlerine göre yapılmıştır. Tasarım sınırlayıcıları, kayma ve devrilme güvenlik sayıları ile duvarın geometrisinden kaynaklanan geometrik sınırlayıcılardır. Tasarımda, amaç fonksiyonu olarak duvarın minimum ağırlığı alınmıştır. Yapılan analizler ile farklı zemin ve şev parametre değerleri için minimum duvar ağırlığını veren optimum duvar boyutları belirlenmiştir. Ayrıca, algoritmanın etkili ve verimli bir algoritma olduğunu gösteren beş adet tasarım örneği verilmiştir.