Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi

KAYMAK, Burak; Dagdeviren, Ugur

Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi

Uğur DAĞDEVİREN, (Dumlupınar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Kütahya, 43100, Türkiye)

Burak KAYMAK (Dumlupınar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Kütahya, 43100, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

9 1

Yıl: 2018 Cilt: 33 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 239 - 254 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi

Öz:

Uygulamada yaygın kullanım alanı bulunan betonarme istinat duvarlarının analiz ve tasarımı, geoteknikmühendisliği ve yapı mühendisliğinin önemli problemlerindendir. Betonarme istinat duvarlarının stabilitesideğerlendirilirken, iç ve dış stabiliteye dayalı çok sayıda göçme modunun birlikte düşünülmesigerekmektedir. Minimum maliyetli betonarme istinat duvarı tasarımı; dolgu özellikleri, temel zeminiözellikleri ve duvar özellikleri gibi çok sayıda parametreden etkilenmektedir. Bu çalışmada, sağlam temelzeminine oturan istinat duvarlarının maliyeti üzerinde farklı dolgu içsel sürtünme açıları, sürşarj yükleri, duvar yükseklikleri ve duvarın ön kısmında oluşacak pasif dirençlerin etkilerinin ayrı ayrı ele alındığı toplam500 optimizasyon problemi tanımlanmıştır. Bu problemlerin çözümü için, yapay arı koloni (ABC)algoritması kullanılarak minimum maliyetli istinat duvarı tasarımları elde edilmiştir. Çalışma sonucunda, her bir metrelik duvar yüksekliği artışının duvar maliyetini %31 ile %46 arasında arttırdığı tespit edilmiştir. Her 10 kPa'lık sürşarj yükü artışı maliyeti ortalama %12,7 arttırırken, dolgunun içsel sürtünme açısındaki artışduvar maliyetini %13,4 ile %18,9 arasında azaltmaktadır. Ayrıca, çalışma sonucunda, sağlam temel zemini koşullarındaki betonarme istinat duvarlarında, duvar önündeki pasif direncin duvar maliyeti üzerindeetkisinin olmadığı anlaşılmıştır

Anahtar Kelime:

Investigation of parameters affecting optimum cost design of reinforced concrete retaining walls using artificial bee colony algorithm

Öz:

The analysis and design of the reinforced concrete retaining walls (RCRWs) that are commonly used inpractice are one of the important problems in geotechnical engineering and structural engineering. As theoverall stability of RCRWs is evaluated, lots of different failure modes based on external and internalstability must be considered together. The design of RCRW with minimum cost is affected by manyparameters such as backfill, foundation soil and wall properties. In this paper, a total of 500 optimization problems were separately defined to investigate the effects of different internal friction angles of backfill,surcharge loads, heights of the wall and passive resistances at the front of the wall on the cost of the retainingwalls resting on strong foundation soil. For solving these problems, minimum cost designs of RCRW wereobtained by using the artificial bee colony (ABC) algorithm. As a result of the study, it was determined thatthe cost of the wall increased between 31% and 46% for each one-meter increase in height of the wall. As the cost rises by average 12.7% for each 10 kPa increase in surcharge load, the increase in the internal frictionangle of backfill decreases the cost of the wall between 13.4% and 18.9%. In addition, the results of the study reveal that the passive resistance at the front of the wall does not affect the cost of the RCRW at the strongfoundation soil conditions

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Karaboga D., An Idea Based on Honey Bee Swarm Form Numerical Optimization, Technical Report TR06, Erciyes University, Turkey, 2005.
2. Karaboga D., Basturk B., On the Performance of Artificial Bee Colony (ABC) Algorithm, Appl. Soft Comput., 8 (1), 687-697, 2008.
3. Bolaji A.L., Khader A.T., Al-Betar M.A., Awadallah M.A., Artificial Bee Colony Algorithm, Its Variants and Applications: A Survey, J. Theor. Appl. Inf. Technol., 47 (2), 434-459, 2013.
4. Öztürk C., Hancer E., Karaboga D., Automatic Clustering with Global Best Artificial Bee Colony Algorithm, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 29 (4), 677-687, 2014.
5. Aydin D., Özyön S., Yaşar C., Liao T., Artificial Bee Colony Algorithm with Dynamic Population Size to Combined Economic and Emission Dispatch Problem, Electr. Power Energy Syst., 54, 144-153, 2014.
6. Sonmez M., Artificial Bee Colony Algorithm for Optimization of Truss Structures, Appl. Soft Comput., 11 (2), 2406-2418, 2011.
7. Karaboga D., Okdem S., Ozturk C., Cluster Based Wireless Sensor Network Routing using Artificial Bee Colony Algorithm, Wireless Networks, 18 (7), 847-860, 2012.
8. Saribas A., Erbatur F., Optimization and Sensitivity of Retaining Structures, J. Geotech. Eng., 122 (8), 649- 656, 1996.
9. Ceranic B., Fryer C., Baines R.W., An Application of Simulated Annealing to the Optimum Design of Reinforced Concrete Retaining Structures, Comput. Struct., 79 (17), 1569-1581, 2001.
10. Babu G.L.S., Basha B.M., Optimum Design of Cantilever Retaining Walls using Target Reliability Approach, Int. J. Geomech., 8 (4), 240-252, 2008.
11. Yepes V., Alcala J., Perea C., Gonzalez-Vidosa F., A Parametric Study of Optimum Earth-Retaining Walls by Simulated Annealing, Eng. Struct., 30, 821-830, 2008.
12. Ahmadi-Nedushan B., Varaee, H., Optimal Design of Reinforced Concrete Retaining Walls Using a Swarm Intelligence Technique, Proceeding of the First International Conference on Soft Computing Technology in Civil, Structural and Environmental Engineering, Civil-Comp Press, Scotland, 2009.
13. Ghazavi M., Bonab S.B., Optimization of Reinforced Concrete Retaining Walls Using Ant Colony Method, ISGSR 2011-Vogt, Schuppener, Straub and Bräu (Eds.), 297-305, 2011.
14. Ghazavi M., Salavati V., Sensitivity Analysis and Design of Reinforced Concrete Cantilever Retaining Walls Using Bacterial Foraging Optimization Algorithm, ISGSR 2011-Vogt, Schuppener, Straub and Bräu (Eds.), 307-314, 2011.
15. Kaveh A., Abadi A.S.M., Harmony Search Based Algorithms for the Optimum Cost Design of Reinforced Concrete Cantilever Retaining Walls, Int. J. Civ. Eng., 9 (1), 1-8, 2011. Dağdeviren ve Kaymak / Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 33:1 (2018) 239-253 253
16. Kaveh A., Behnam A.F., Charged System Search Algorithm for the Optimum Cost Design of Reinforced Concrete Cantilever Retaining Walls, Arabian J. Sci. Eng., 38 (3), 563-570, 2013.
17. Kaveh A., Khayatazad M., Optimal Design of Cantilever Retaining Walls Using Ray Optimization Method, Iran. J. Sci. Technol., Transactions of Civil Engineering, 35 (C1+), 261-274, 2014.
18. Camp C.V., Akin A., Design of Retaining Walls Using Big Bang–Big Crunch Optimization, J. Struct. Eng., 138 (3), 438-448, 2012.
19. Akin A., Aydogdu I., Optimum Design of Retaining Walls Using Adaptive Firefly Algorithm, International Civil Engineering and Architecture Symposium for Academicians, Geotechnical Engineering, 57-67, 2014.
20. Sheikholeslami R., Khalili B.G., Sadollah A., Kim J.H., Optimization of Reinforced Concrete Retaining Walls via Hybrid Firefly Algorithm with Upper Bound Strategy, KSCE J. Civ. Eng., 20 (6), 2428-2438, 2016.
21. Pei Y., Xia Y., Design of Reinforced Cantilever Retaining Walls Using Heuristic Optimization Algortihms, Procedia Earth Planet. Sci., 5, 32-36, 2012.
22. Khajehzadeh M., Taha M.R., Eslami M., Efficient Gravitational Search Algorithm for Optimum Design of Retaining Walls, Struct. Eng. Mech., 45 (1), 111-127, 2013.
23. Venkatramaiah C., Geotechnical Engineering, Third Edition, New Age International Publishers, 2006.
24. TS 7994-1990, Zemin Dayanma Yapıları; Sınıflandırma, Özellikleri ve Projelendirme Esasları, Türk Standardları Enstitüsü, 1990.
25. Das B.M., Principles of Foundation Engineering, Eighth Edition, Cengage Learning, 2016. 26. TS 500-2000, Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Türk Standardları Enstitüsü, 2000.
27. Karaboga D., Basturk B., Artificial Bee Colony (ABC) Optimization Algorithm for Solving Constrained Optimization Problems, LNCS: Advances in Soft Computing: Foundations of Fuzzy Logic and Soft Computing, Vol: 4529/2007, 789-798, SpringerVerlag, 2007.
28. Karaboga D., Akay B., A Modified Artificial Bee Colony (ABC) Algorithm for Constrained Optimization Problems, Appl. Soft Comput., 11 (3), 3021-3031, 2011.
29. Akay B., Karaboga D., A Modified Artificial Bee Colony Algorithm for Real-Parameter Optimization, Information Sciences, 192, 120-142, 2012.
30. Deb K., An Efficient Constraint Handling Method for Genetic Algorithms, Comput. Methods Appl. Mech. Eng., 186 (2-4), 311-338, 2000.
31. Bowles J.E., Foundation Analysis and Design, Fifth Edition, The McGraw-Hill Com, Inc., New York, 1996.
32. Caltrans, Bridge Design Specifications, Section 5- Retaining Walls, California Department of Transportation, Sacramento, California, 2004

APA	Dagdeviren U, KAYMAK B (2018). Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi. , 239 - 254.
Chicago	Dagdeviren Ugur,KAYMAK Burak Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi. (2018): 239 - 254.
MLA	Dagdeviren Ugur,KAYMAK Burak Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi. , 2018, ss.239 - 254.
AMA	Dagdeviren U,KAYMAK B Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi. . 2018; 239 - 254.
Vancouver	Dagdeviren U,KAYMAK B Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi. . 2018; 239 - 254.
IEEE	Dagdeviren U,KAYMAK B "Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi." , ss.239 - 254, 2018.
ISNAD	Dagdeviren, Ugur - KAYMAK, Burak. "Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi". (2018), 239-254.

APA	Dagdeviren U, KAYMAK B (2018). Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33(1), 239 - 254.
Chicago	Dagdeviren Ugur,KAYMAK Burak Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 33, no.1 (2018): 239 - 254.
MLA	Dagdeviren Ugur,KAYMAK Burak Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.33, no.1, 2018, ss.239 - 254.
AMA	Dagdeviren U,KAYMAK B Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2018; 33(1): 239 - 254.
Vancouver	Dagdeviren U,KAYMAK B Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2018; 33(1): 239 - 254.
IEEE	Dagdeviren U,KAYMAK B "Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33, ss.239 - 254, 2018.
ISNAD	Dagdeviren, Ugur - KAYMAK, Burak. "Yapay arı koloni algoritması kullanılarak betonarme istinat duvarlarının optimum maliyet tasarımını etkileyen parametrelerin incelenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 33/1 (2018), 239-254.