Betonarme kirişlerin optimum tasarımında maliyet-süneklik ilişkisinin metasezgisel algoritmalarla incelenmesi

Bu çalışmada, tek ve çift donatılı betonarme dikdörtgen kiriş kesitlerinin minimum maliyetli optimum tasarımları hedeflenmiş ve bu tasarımların süneklik düzeyleri incelenmiştir. Bu amaçla, tasarım eğilme momenti, kiriş genişliği ve beton sınıfı gibi parametreleri içeren 36 problemden oluşan üç farklı problem seti oluşturulmuştur. TS500 ve TBDY 2018 yönetmeliklerine uygun olarak tanımlanan kısıtlar altında maliyetin minimizasyonunu hedefleyen optimizasyon süreci, metasezgisel Rao-1, Rao-2 ve Rao-3 algoritmaları ile yürütülmüştür. Optimum kesitlerin süneklikleri ise eğrilik süneklik katsayısı kullanılarak değerlendirilmiştir. Sonuçlar, tasarım parametrelerinin süneklik ve maliyet üzerindeki etkilerini nicel olarak ortaya koymuştur. Elde edilen bulgulara göre, tasarım eğilme momentindeki artış sünekliği olumsuz etkilerken, basınç donatısı oranının %20’den %100’e çıkarılması bu etkiyi dengeleyerek süneklik katsayısında ortalama %81 oranında bir iyileşme sağlamıştır. Benzer şekilde, beton dayanım sınıfının C30/37’den C50/60’a yükseltilmesi, maliyeti yalnızca ortalama %3 oranında artırmasına karşın, kesit sünekliğinde ortalama %58 seviyesinde belirgin bir artışa neden olmuştur. Ayrıca, kiriş genişliğinin 300 mm’den 500 mm’ye çıkarılması, sünekliği yaklaşık %57 oranında artırarak, süneklikte etkili bir parametre olarak karşımıza çıkmıştır. İstatistiksel analizler sonucunda, Rao-1 algoritmasının diğer varyasyonlara (Rao-2 ve Rao-3) kıyasla daha kararlı ve minimum maliyetli çözümlere ulaştığı tespit edilmiştir. Bu çalışma, Rao algoritmalarını bu alanda ilk kez uygulaması ve optimum tasarımların sünekliklerini sistematik olarak analiz etmesiyle literatüre özgün bir katkı sunmaktadır.