Metasezgisel Algoritmalar ile Optimize Aktif Ayarlı Kütle Sönümleyicileri ile Yapıların Kontrolü

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AYLİN ECE KAYABEKİR

Danışman: Gebrail Bekdaş

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

İnşaat mühendisliği bakımından geçmişten günümüze yapısal sistemler incelendiğinde, sistemlerin insanların ihtiyaçları temelinde teknoloji, çevre ve ekonomik faktörler gibi çok sayıda etmene bağlı olarak değiştiği ve çeşitlilik gösterdiği görülmektedir. Bu duruma, insanların geçmişte olduğu gibi günümüzde barınma ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla yapılar inşa etmelerine karşın, artan nüfus ve ihtiyaçlar nedeniyle günümüzde geçmişe nazaran çok daha yüksek yapılar kullanılıyor olması veya geçmişten günümüze teknolojinin gelişmesiyle inşa edilen köprüler, açık deniz yapıları, rüzgâr tribünleri, televizyon kuleleri, elektrik nakil hatları üretilmesi örnek olarak gösterilebilir. İhtiyaca bağlı artan yapısal çeşitlik ise daha karmaşık yapı sistemlerin tasarlanması ile tasarımda yapıya özel farklı dış etiklerin de dikkate alınması berberinde getirmiştir. Geleneksel yöntemlerin söz konusu etkilere karşı yapısal güvenliği sağlamadaki yetersizliği, mimari, estetik veya ekonomik sebepler tasarımlarda yenilikçi çözümlerin kullanılmasını gerekli kılmıştır. Tez çalışması kapsamında söz konusu yenilikçi çözümlerden kontrol sistemlerinin bir türü olan aktif ayarlı kütle sönümleyicilerinin (ATMD) optimum tasarımı incelenmiştir. Optimizasyon işleminin gerçekleştirilmesi amacıyla metasezgisel algoritma tabanlı yöntem geliştirilmiştir. Matlab R2018a ile bilgisayar kodu yazılmış yöntemde, metasezgisel algoritmalar içerisinde etkinliği bilimsel çalışmalarla kanıtlanmış Armoni arama, öğretme-öğrenme tabanlı optimizasyon, çiçek tozlaşma ve jaya algoritmaları kullanılmıştır. Optimizasyon işleminde tasarım değişkenleri olan ATMD sistemi (kütle, periyot ve sönüm oranı) ile sisteme ait PID (orantı+integral+türev) kontrolcü parametrelerinin (orantı sabiti, integral zamanı ve türev zamanı) en uygun değerleri FEMA P:695 tanımlanan 24 deprem kaydının dış etki olarak tanımlandığı yapısal sistemin son kat yerdeğiştirmesinin minimum değerinin elde edilmesi amacıyla aranmıştır. On katlı kesme binası üzerinde çeşitli durumlar altında test edilen yöntemden ait sonuçlar algoritmaların optimizasyon performansının kendi içerisinde ve kontrol sistemin etkinliğinin belirlenmesi bakımdan ise TMD sistemi ile karşılaştırılmıştır. Bu sonuçlara göre, algoritma olarak armoni arama (HS) algoritmasının en uygun olduğu optimum ATMD tasarımın performansının kontrolsüz sisteme göre %52.13'e, TMD kontrollü sisteme göre ise %29.97'e varan düzeyde daha etkin olduğu görülmüştür.