BETONARME YAPILARDA AHŞAP KALIP MALZEMESİNİN OPTİMİZASYONU



Benzer belgeler
KISITLI OPTİMİZASYON

10 - BETONARME TEMELLER ( TS 500)

doğrusal programlama DOĞRUSAL PROGRAMLAMA (GENEL)

RİSKLİ BİNALARIN DEĞERLENDİRİLMESİ ÜZERİNE BİR İNCELEME

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - III

Simpleks Yönteminde Kullanılan İlave Değişkenler (Eşitliğin yönüne göre):

Zeki Optimizasyon Teknikleri

Çözüm: Borunun et kalınlığı (s) çubuğun eksenel kuvvetle çekmeye zorlanması şartından;

Başlangıç Temel Programının Bilinmemesi Durumu

SAP2000 de önceden saptanan momentler doğrultusunda betonarme plak donatısı hesapları şu makale doğrultusunda yapılmaktadır:

TAMSAYILI PROGRAMLAMA

BETONARME BĠR OKULUN DEPREM GÜÇLENDĠRMESĠNĠN ĠDE-CAD PROGRAMI ĠLE ARAġTIRILMASI: ISPARTA-KESME ĠLKÖĞRETĠM OKULU ÖRNEĞĠ

Matematiksel modellerin elemanları

English for Academic Reading & Speaking I İngilizce Akademik Okuma ve Konuşma I. Introduction to Civil Engineering İnşaat Mühendisliğine Giriş

BASİT EĞİLME ETKİSİNDEKİ BETONARME ELEMANLARIN MOMENT-EĞRİLİK VE TASARIM DEĞİŞKENLERİ ÜZERİNE ANALİTİK BİR İNCELEME

Verilenler: a) TS EN standardından XF1 sınıfı donma-çözülme ve XA3 sınıfı zararlı kimyasallar etkisi için belirlenen kriterler:

DİZGE TABANLI BİLEŞEN DENEMELERİNİN TASARIMINDA BEKLENEN DİZGE YAŞAM SÜRESİNİN MODELLENMESİ 1

MATLAB programı kullanılarak bazı mühendislik sistemlerinin optimum tasarımı

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

EM302 Yöneylem Araştırması 2 Doğrusal Olmayan Programlamaya Giriş. Dr. Özgür Kabak

Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS

4. HAFTA BLM323 SAYISAL ANALİZ. Okt. Yasin ORTAKCI.

BÖLÜM 2: DÜŞEY YÜKLERE GÖRE HESAP

Temeller. Onur ONAT Tunceli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

English for Academic Reading & Speaking I İngilizce Akademik Okuma ve Konuşma I. Introduction to Civil Engineering İnşaat Mühendisliğine Giriş

Dairesel Temellerde Taban Gerilmelerinin ve Kesit Zorlarının Hesabı

English for Academic Reading & Speaking II İngilizce Akademik Okuma ve

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

1. YARIYIL / SEMESTER 1

KİNETİK MODEL PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİNDE KULLANILAN OPTİMİZASYON TEKNİKLERİNİN KIYASLANMASI

BÖLÜM 2: DÜŞEY YÜKLERE GÖRE HESAP

Betonarme Bina Tasarımı Dersi Yapı Özellikleri

Doğrusal Programlama. Prof. Dr. Ferit Kemal Sönmez

Basınç deneyi sonrası numunelerdeki uygun kırılma şekilleri:

3.2. DP Modellerinin Simpleks Yöntem ile Çözümü Primal Simpleks Yöntem

DOĞRUSAL PROGRAMLAMADA DUALİTE (DUALITY)

English for Academic Reading & Speaking I İngilizce Akademik Okuma ve Konuşma I. Introduction to Civil Engineering İnşaat Mühendisliğine Giriş

Ön şart D. Kodu Dersin Adı T U L AKTS MAT101. English for Academic Reading & Speaking I İngilizce Akademik Okuma ve Konuşma I

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ- YAPI MALZEMELERİ LABORATUARI. Kemal Tuşat YÜCEL

UBET72 DM BETON KÖŞK YAPISI BETONARME STATİK HESAP RAPORU

BİLGİLENDİRME EKİ 7E. LİFLİ POLİMER İLE SARGILANAN KOLONLARDA DAYANIM VE SÜNEKLİK ARTIŞININ HESABI

= ε s = 0,003*( ,3979)/185,3979 = 6,2234*10-3

BÖLÜM-2 ÇELİK YAPILARDA BİRLEŞİM ARAÇLARI

BETONARME KESİT DAVRANIŞINDA EKSENEL YÜK, MALZEME MODELİ VE SARGI DONATISI ORANININ ETKİSİ

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

5/3/2017. Verilenler: a) TS EN standardından XF1 sınıfı donma-çözülme ve XA3 sınıfı zararlı kimyasallar etkisi için belirlenen kriterler:

Mukavemet-I. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Sigma 2006/3 Araştırma Makalesi / Research Article A SOLUTION PROPOSAL FOR INTERVAL SOLID TRANSPORTATION PROBLEM

DOKUZ KATLI TÜNEL KALIP BİNA SONLU ELEMAN MODELİNİN ZORLAMALI TİTREŞİM TEST VERİLERİ İLE GÜNCELLENMESİ

MAKİNE ELEMANLARI 1 GENEL ÇALIŞMA SORULARI 1) Verilen kuvvet değerlerini yükleme türlerini yazınız.

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - I

İnşaat Mühendisleri İster yer üstünde olsun, ister yer altında olsun her türlü yapının(betonarme, çelik, ahşap ya da farklı malzemelerden üretilmiş)

Beton Basınç Dayanımın Yapısal Davranışa Etkisi

DİKDÖRTGEN KESİTLİ BETONARME KOLONLARIN YAKLAŞIK HESABI İÇİN BASİT BİR FORMÜL

İleri Yöneylem Araştırması Uygulamaları Tam Sayılı Programlama

BETONARME YAPILARDA BETON SINIFININ TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞINA ETKİSİ

SÜLEYMAN DEMİ REL ÜNİ VERSİ TESİ MÜHENDİ SLİ K-Mİ MARLIK FAKÜLTESİ MAKİ NA MÜHENDİ SLİĞİ BÖLÜMÜ MEKANİK LABORATUARI DENEY RAPORU

YATAY UÇUŞ SEYAHAT PERFORMANSI (CRUISE PERFORMANCE)

PROJE ADI: ÖZDEŞ NESNELERİN FARKLI KUTULARA DAĞILIMINDA POLİNOM KULLANIMI

DÖRTGEN DELİKLİ KOMPOZİT LEVHALARDA ELASTO- PLASTİK GERİLME ANALİZİ

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

Projemizde bir adet sürekli temel örneği yapılacaktır. Temel genel görünüşü aşağıda görülmektedir.

Temelleri. Doç.Dr.Ali Argun Karacabey

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) Department of Mechanical Engineering

Bir Doğrusal Programlama Modelinin Genel Yapısı

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

Prof. Dr. Berna KENDİRLİ

Temeller. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

BÖLÜM 6 - TEMEL ZEMİNİ VE TEMELLER İÇİN DEPREME DAYANIKLI TASARIM KURALLARI 6.1. KAPSAM

Optimizasyon İçin Kök(Generic) Model (Doğrusal-Olmayan Programlama Modeli)

ÇATI MAKASINA GELEN YÜKLER

R d N 1 N 2 N 3 N 4 /2 /2

RASSAL ARAMA TEKNİĞİ İLE BETONARME KİRİŞLERİN FARKLI BETON DAYANIMLARI İÇİN OPTİMİZASYONU

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - III

BURSA TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ DOĞA BĠLĠMLERĠ, MĠMARLIK VE MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

GEOMETRİK PROGRAMLAMADA GEOMETRİK-HARMONİK ORTALAMA EŞİTSİZLİGİNİN ROLÜ VE FONKSİYONEL

Öğr. Elemanı: Dr. Mustafa Cumhur AKBULUT

Farklı Zemin Koşullarındaki Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile İncelenmesi: 8 Katlı Çerçeve Örneği

Zeki Optimizasyon Teknikleri

MUKAVEMET DERSİ. (Temel Kavramlar) Prof. Dr. Berna KENDİRLİ

idecad ile Cephe İş İskeleleri Modelleme ve Tasarımı Ç e l i k y a p ı l a r i ç i n e n t e g r e y a z ı l ı m ç ö z ü m ü

BULANIK AMAÇ KATSAYILI DOĞRUSAL PROGRAMLAMA. Ayşe KURUÜZÜM (*)

Şanlıurfa Kuru Tarım İşletmelerinde Farklı Makina Seti ve Arazi Büyüklüğüne Göre Optimum Ürün Deseninin Belirlenmesi

1).S.Ü. MÜH.-MİM. FAKÜLTESİ, MİMARLIK BÖLÜMÜ/KONYA tel:

Beton sınıfına göre tanımlanan hedef (amaç) basınç dayanımları (TS EN 206-1)

YIĞMA YAPI TASARIMI DEPREM BÖLGELERİNDE YAPILACAK BİNALAR HAKKINDA YÖNETMELİK

HAND I WALL FORM HAND I WALL FORMWORK

Elastisite modülü çerçevesi ve deneyi: σmaks

ANKARA YILDIRIM BEYAZIT ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ AKADEMİK YILI DERS MÜFREDATI

Üstel Öğrenme ve Genel Bozulma Etkili Akış Tipi Çizelgeleme Problemi: Maksimum Tamamlanma Zamanı Minimizasyonu

KALIP VE İSKELE. Yrd. Doç. Dr. Alper CUMHUR

Orta Doğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

QUANTILE REGRESYON * Quantile Regression

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

BETONARME-II ONUR ONAT HAFTA-1 VE HAFTA-II

Orta Doğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

YTÜ İnşaat Müh. Bölümü Dersler BOĞAZİÇİ ÜNİ. ODTÜ Kodu Adı Adı Kodu Adı Kodu. Environmental Eng. CE 421

DOĞU AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ MATEMATİK BÖLÜMÜ 22. LİSELERARASI MATEMATİK YARIŞMASI

Transkript:

PAMUKKALE ÜNİ VERSİ TESİ MÜHENDİ SLİ K FAKÜLTESİ PAMUKKALE UNIVERSITY ENGINEERING COLLEGE MÜHENDİ SLİ K B İ L İ MLERİ DERGİ S İ JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES YIL CİLT SAYI SAYFA : 006 : : : 5-0 BETONARME YAPILARDA AHŞAP KALIP MALZEMESİNİN OPTİMİZASYONU İbraim GÜNGÖR*, M. Cengiz KAYACAN**,Osman ÇANKIRAN*** *Süleyman Demirel Üniversitesi, İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi, İşletme Bölümü, Çünür/Isparta **Süleyman Demirel Üniversitesi, Müendislik-Mimarlık Fakültesi, Tekstil Mü. Bölümü, Çünür/Isparta ***Süleyman Demirel Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Yapı Bölümü, Çünür/Isparta Geliş Tarii : 05.07.004 ÖZET Betonarme inşaat maliyetleri içinde kalıp maliyetinin önemli bir payı bulunmaktadır. Bu çalışmada, kalıp için kullanılan aşap miktarını minimize edebilmek amacıyla bir model geliştirilmiştir. Ayrıca, amaç fonksiyonu ve kısıtları doğrusal olmayan, değişkenleri farklı birimlerde tamsayı değer alması gereken bu model için, bir çözüm algoritması önerilmiş ve bu algoritmanın bilgisayar programı yapılmıştır. Geleneksel yaklaşımla uygulamada pratik olarak kullanılan kalıp malzemesi ve boyutları için bir uzman görüş oluşturulmuştur. Önerilen algoritma ile bulunan sonuçların, uzman görüşlerden elde edilen sonuçlara göre % 0 daa az malzeme kullanımı gerektirdiği ortaya çıkmıştır. Anatar Kelimeler : Beton kalıbı, Optimizasyon, Doğrusal olmayan programlama, Tamsayılı programlama FORM WORK OPTIMISATION AT REINFORCED CONCRETE CONSTRUCTION ABSTRACT Formwork as an important portion of cost in reinforced concrete construction work. In tis study a matematical model as been developed to minimize wood usage in formwork. Additionally, a solution model, wic as non-linear objective function and constraints, wit different units of integer variables, as been proposed and a software program as been developed for tis algoritm. Using traditional metods, an expert knowledge as been establised for formwork material and size for practical usage. It is seen tat result of te proposed algoritm requires 0 % less material tan expert knowledge. Key Words : Concrete formwork, Optimization, Non-linear programming, Integer programming. GİRİŞ İnşaat sektöründe toplam maliyete etki eden önemli maliyet unsurlarından biri de kalıp malzemesidir. Kalıp, betonarme bina yapımında betona istenilen şekli vermek için kullanılan bir malzemedir. Bu amaçla genel olarak metal, plastik veya aşap malzemeler kullanılmaktadır. Yapılaşma açısından bakıldığında, inşaat sektöründe yük taşıyıcı olarak genellikle betonarme sistemler kullanılmaktadır. Betonarme inşaat maliyeti içinde kalıp malzemesi önemli bir ekonomik büyüklük oluşturmaktadır. Bu nedenle betonarme yapı üretiminde kalıp maliyetlerinin düşürülmesi çok önem kazanmaktadır. Literatür incelendiğinde kullanılan kalıp malzemesinin optimizasyonuna ilişkin çalışmaların çok sınırlı sayıda olduğu görülmektedir. Toplam 5

Betonarme Yapılarda Aşap Kalıp Malzemesinin Optimizasyonu, İ. Güngör, M. C. Kayacan, O. Çankıran kalıp malzemesi maliyetinin minimizasyonu konusunda sadece Hanna ve Senouci nin yaptıkları çalışma ile karşılaşılmaktadır. Bu çalışmada, marketlerde mevcut olan farklı ölçülerdeki tata, ızgara kirişi, kiriş ve dikme malzemeleri dikkate alınarak, bunların bütün kombinasyonları belirlenmiş ve en uygun (minimum maliyetli) kombinasyon bulunmuştur. Ayrıca, kalıp malzemelerinde mukavemetin yeterliliği, kalıp tasarımının betonarmenin mukavemetine olan etkileri, beton dökme esnasında kalıp üzerinde oluşan rüzgar ve diğer ani yüklerin etkileri araştırılmıştır (Proverbs 997; Arslan 000-00; Huang et al., 000; Gaib et al., 00). Bu çalışmanın amacı, Şekil deki kalıp düzenine göre kullanılan toplam kalıp malzeme miktarını minimize edecek parça boyutlarının belirlenmesidir. Minimizasyon için bir matematiksel model ve modelin çözümü için bir algoritma önerilmiştir. b Izgara kirişi b Tata Dikme Kiriş Aşap malzemelerin yetişme yerlerine göre mekanik özelliklerinde az da olsa farklılıklar olduğundan Göller Bölgesinde kullanılan malzemelerin mekanik özelliklerinin belirlenebilmesi için, TS 474 e uygun olarak örnek alma ve deney işlemleri yapılmıştır. Eğilme yükü ortalaması P max = 76 N olarak bulunmuştur. Ortalama eğilme yükü kullanılarak eğilme gerilmesi σ = Mc / I eşitliğinden; P σ bw = max L = 48. N/mm () b bulunur. Bu işlemde L = 50 mm, b = 0 mm ve = 0 mm olarak alınmıştır. Kalıp sisteminin yıkılması alinde can kaybı gibi büyük bir olumsuz durum ortaya çıkabileceğinden, mukavemet dayanımı için Emniyet Katsayısı = olarak alınmaktadır (Bozkurt ve Göker, 987). Bu durumda, maksimum emniyetli eğilme gerilmesi (σ bw,emniyet = 450000 N/m ) olarak kullanılacaktır. Bu verilere göre; kalıp düzeneği içinde yer alacak parçaların (kiriş, ızgara kirişi ve tata) boyutları için kullanılabilecek parametrik ilişki aşağıdaki gibi olacaktır. b PmaxL =600000 N/m () b Şekil. Aşap kalıp düzeni genel görünüşü. AHŞAP KALIP SİSTEMİNİN MODELLENMESİ Şekil de de görüldüğü gibi, kalıp düzeninde dört tip aşap malzeme parçası kullanılmakta ve bunlar; dikme(), kiriş (), ızgara kirişi() ve tata(4) olarak isimlendirilmektedir (Balcı, 990). Bu malzemelerin epsi dikdörtgen prizması şeklindedir. Bu çalışmada dikme ile ilgili boyutlar değişken olarak değil, uygulamada en çok kullanılan (eni, yüksekliği ve kalınlığı sırayla 0. metre, 0. metre ve.7 metre olarak) sabit ölçüler olarak kabul edilmiştir. Çünkü pratikte; metal dikmeler kullanılabilmekte veya kullanılan aşap dikmeler yuvarlak ve değişik çapta olabilmekte, ayrıca dikmelerin birinden diğerine çapraz bağlantılarla yük taşıma oranı çok önemli ölçüde değiştirilebilmektedir. Kalıp düzeneği üzerinde yer alabilecek yükler (beton, işçiler ve işçi malzemeleri) genellikle yayılı yük veya birden çok noktadan etki eden yük durumunda olsa da, cismin tam ortasında yer alma olasılığı er zaman mevcuttur. Bu durumda bütün yük bir noktaya etki ediyor denebilir ve sözkonusu nokta, kalıpta kullanılan malzemenin altında bulunan desteklerin tam ortası olabilir. Bu nedenle kalıpta kullanılacak malzemenin boyutlarının belirlenmesinde () numaralı eşitlik kullanılmaktadır. Denklemdeki P max, kalıp malzemesi üzerine dökülebilecek beton ağırlığı ile işçi ağırlığının toplamına eşittir. P max,i = (Beton ağırlığı) + (İşçi ve malzemesinin ağırlığı) Kalıp düzeneği üzerinde en fazla iki işçinin yan yana çalışabileceği ve bu işçilerden er birinin malzemeleri (keser, çekiç, kürek, el arabası vb) ile birlikte en fazla 00 Kg olabilecekleri kabul edildiğinde işçilerin uygulayabilecekleri toplam kuvvet CA = 96 N olacaktır. Ayrıca eşitlikteki betonun özgül ağırlığı, Müendislik Bilimleri Dergisi 005 () 5-0 6 Journal of Engineering Sciences 005 () 5-0

Betonarme Yapılarda Aşap Kalıp Malzemesinin Optimizasyonu, İ. Güngör, M. C. Kayacan, O. Çankıran π=544 N/m olarak kabul edilmiştir. Buna göre BK kalınlığındaki beton için P max,i aşağıdaki gibi yazılır; P max,i = EN i BOY i BK π + CA () Bu eşitlikte; EN i, i malzeme parçası üzerine etki edecek beton alanının eni ve BOY i, i malzeme parçası üzerine etki edecek beton alanının boyudur. Eşitlik () ve () dikkate alınarak, kalıp düzeneği içinde yer alacak aşap malzemelerin mukavemet dayanımı en az 600000 N/m olacağından malzemelerin (kiriş, ızgara kirişi ve tata) boyutları eşitsizlik olarak aşağıdaki gibi yazılabilir. ( EN BOY + CA) i i bi i L i 600000 (4) Eşitsizlikteki L i, i malzemesinin altındaki destekler arasındaki mesafedir. Şekil de görüldüğü gibi; = L, = L ve = L olarak alınacaktır. Eşitsizlik (4) dikkate alındığında, kalıp düzeneğinde yer alan er parça türü için kullanılabilecek denklemler aşağıdaki gibi yazılabilir: a. Kirişler İçin Kullanılabilecek Eşitsizlik Kirişin iki dikme desteği arasındaki kısmına etki edecek betonun; eni, boyu ( ) ve yüksekliği BK kadar olacağından; Beton ağırlığı = BK π olacaktır. Eşitsizlik (4) yeniden düzenlenerek ve yalnız bırakılarak kiriş için kullanılabilecek eşitsizlik aşağıdaki gibi olacaktır: 600000b ( CA + IA + TA) (5) BKσ b. Izgara Kirişi İçin Kullanılabilecek Eşitsizlik Aşap kalıbın enindeki ve boyundaki alanı içinde kullanılacak S tane ızgara kirişinin, iki kiriş desteği arasındaki kısmına etki edecek betonun ağırlığı, işci ağırlığı ve tata ağırlığının etkidiği dikkate alınarak, ilgili bölge için kaç adet ızgara kirişi gerektiği eşitsizlik (6) kullanılarak bulunur. ( ) ) S (6) 600000b Izgara kirişleri arasındaki mesafe, Kirişler arası mesafenin ızgara kirişi sayısına bölümüyle bulunur. = /S (7) c. Tata İçin Kullanılabilecek Eşitsizlik Kalıp tataları üzerindeki tüm yükün iki ızgara kirişi üzerindeki tek bir tataya etkiyebileceği düşünülerek tata boyutunun belirlenmesinde tata yüksekliği ( ) yalnız bırakılarak eşitsizlik (8) oluşturulur. ( x b ) (8) 600000b d. Amaç Fonksiyonu Birim alandaki kalıp için gerekli aşap miktarı fonksiyonunun sözel ifadesi aşağıdaki gibi tanımlanmıştır. Min Z = [(Bir kirişin altına konacak dikme için gerekli aşap miktarı) + (Bir kiriş için kullanılması gereken aşap miktarı) + (Bir kirişin üzerine gelen ızgara kirişleri için kullanılması gereken aşap miktarı) + (Bir kirişin üzerine gelen tatalar için kullanılması gereken aşap miktarı)] / (Bir kirişe düşen kalıp alanı) Bu çalışmada kullanılan değişkenler ve katsayılar dikkate alındığında ise, amaç fonksiyonu aşağıdaki gibi yazılabilir: Min Z = (0.) (0.) (.7)+b..+ b...s+..]/[(.] (9) Amaç fonksiyonunda kullanılan aşap malzemelerin sadece net miktarları dikkate alınmaktadır. Yani, bu malzemelerin istenilen boyutlara uygun olarak azırlanması için, kullanılan bıçkının diş genişliği ölçüsünde ortaya çıkacak olan atık dikkate alınmamıştır. Kullanılan malzeme miktarı içine bıçkı atığı da dail edildiğinde ve bıçkı kalınlığı mm (Çeşmeci, 995) alındığında modelin amaç fonksiyonu ve kısıtları toplu olarak aşağıdaki gibi yazılabilir: Min Z=[(0.0)(0.0)(.70) +(b +0.00)( +0.00)( +0.00) +(b +0.00)( +0.00)( +0.00)S (0) +( +0.00)( +0.00)( +0.00)] /( ( ) Müendislik Bilimleri Dergisi 005 () 5-0 7 Journal of Engineering Sciences 005 () 5-0

Betonarme Yapılarda Aşap Kalıp Malzemesinin Optimizasyonu, İ. Güngör, M. C. Kayacan, O. Çankıran Kısıtlar : 600000b CA IA TA ( + + ) () ( ) ) S () 600000b = / S () ( x b ) (4) b 600000 Modelde kullanılan değişkenler için aşap kesme şartları ve işçilik imkanları dikkate alınarak aşağıdaki alt ve üst sınır değerleri tanımlanmıştır: 0.04 m b, b, b,, 0. m ve milimetre olarak tam sayı, 0.05m ve milimetre olarak tam sayı, 0.5 m m ve santimetre olarak tam sayı,, 0 ve santimetre olarak tam sayı, S 0 ve tam sayı.. ÖNERİLEN ÇÖZÜM ALGORİTMASI VE UYGULAMASI Bölüm de ortaya konulan model, tamsayılı doğrusal olmayan model yapısındadır. Modelde yer alan tüm değişkenler için tamsayı değer alma koşulu bulunmaktadır. Ancak, bazı değişkenler (b, b, b,,, ) için milimetre olarak tamsayı değerler alma koşulu varken, bazı değişkenler (,, ) için santimetre cinsinden tamsayı değerler alma koşulu bulunmaktadır. Diğer taraftan model, bu değişkenlerin tamamının metre cinsinden değer alacağı kabul edilerek düzenlenmiştir. Modelin kendine as bu özellikleri dikkate alındığında, doğrusal olmayan modeller için geliştirilmiş olan çözüm teknikleri (McCormick, 98; Hartley, 985; Murty, 988; Bazaraa, 99; Mangasarian, 994; Hoang, 998) ile bu modelin optimum çözümünü elde etme olanağı bulunamamıştır. Bu nedenle, modelin çözümü için aşağıda adımları verilen bir sayımlama algoritması önerilmiştir. Bu sayımlama algoritmasında, değişkenlerin alabilecekleri alt ve üst sınır değerleri arasındaki aralık kademeli olarak daraltılarak en iyi çözümün uygun bir süre içinde bulunması amaçlanmıştır. Bu işlemler sonunda, en iyi çözüm dördüncü iterasyonda bulunmuştur. Birinci iterasyonda;, b, b, b,, değişkenlerinin alabileceği tüm değerler yerine, alt sınır değerlerine 64 ve katları ilave edilerek bulunan değerlerin tüm kombinasyonları için uygun çözümler bulunmaktadır. İkinci iterasyonda; Birinci iterasyonda bulunan en iyi çözüm değerlerine ±64 ekleyerek alt ve üst sınırlar bulunmakta ve alt sınırlara 6 ve katları ilave edilerek bulunan değerlerin tüm kombinasyonları için uygun çözümler bulunmaktadır. Benzer şekilde, üçüncü iterasyon için bulunan alt sınırlara 4 ve dördüncü iterasyon için bir ilave edilerek uygun çözümler bulunmakta ve son iterasyonda bulunan en iyi çözüm, bu algoritma ile bulunan en iyi çözüm olmaktadır... Önerilen Algoritma. Kalıp üstüne dökülecek beton kalınlığı (BK) belirlenir,., b, b, b,, değişkenlerinin alabilecekleri alt sınır değerler (ASD) sırayla 0.5, 0.04, 0.04, 0., 0.04, 0.04 metre olarak; üst sınır değerler (ÜSD) sırayla, 0., 0., 0., 0., 0. metre olarak belirlenir,. İlk çözüm, değişkenlerin adım de verilen ASD değerleri dikkate alınarak yapılır. Çözümde,, S,, değişkenlerinin değerleri sırayla (), (), (4), (5) eşitsizlikleri eşitlik olarak dikkate alınarak esaplanır. ve ün değerleri santimetre olarak tamsayı değil ise santimetre olarak tamsayı olacak şekilde bir üst değer dikkate alınır. S nin değeri tamsayı değil ise bir üst tamsayı değer dikkate alınır. ün değeri milimetre olarak tamsayı değil ise milimetre olarak tamsayı olacak şekilde bir üst değer dikkate alınır. Modeldeki eşitsizlikler bu değiştirmelere izin verecek durumdadır. Amaç değeri () eşitliği ile esaplanır. 4. Birinci tur ardışık çözümler; = ASD + (G)(N) N =,,... tamsayı((üsd-asd) / G) G = (0.0)(64) b, b, b,, = ASD + (K)(M) M =,,...tamsayı((asd - ÜSD)/K) K = (0.00)(64) değişken değerlerinin tüm kombinasyonları için adım de belirtildiği şekilde yapılır ve bu çözümler içinde amaç değeri en küçük olan çözümün amaç Müendislik Bilimleri Dergisi 005 () 5-0 8 Journal of Engineering Sciences 005 () 5-0

Betonarme Yapılarda Aşap Kalıp Malzemesinin Optimizasyonu, İ. Güngör, M. C. Kayacan, O. Çankıran değeri ve değişken değerleri, bulunabilen en iyi çözüm sonuçları; Z *, *, b *, b *, b *, *, *, *, S *, *, * olarak belirlenir. - İkinci, üçüncü ve dördüncü tur ardışık çözümler;, b, b, b,, değişkenlerinin alt ve üst sınır değerleri; değişkeni için, ASD = * G, ÜSD = * + G b, b, b,, değişkenleri için, ASD = b * i K, ÜSD = b * i + K, değişkenleri için, ASD = * i K, ÜSD = * i + K olacak şekilde dikkate alınarak (burada kullanılan G ve K değerleri bir önceki turda kullanılan G ve K değerleridir) ve er tur çözüm için sırayla ; G =(0.0)(6), (0.0)(4), (0.0)() K =(0.00)(6), (0.00)(4), (0.00)() değerleri dikkate alınarak ve adım 4 de belirtildiği şekilde yapılır. Bu çözümler içinde amaç değeri en küçük olan çözümün amaç değeri ve değişken değerleri, bulunabilen en iyi çözüm sonuçları olarak belirlenir. Değişkenler tamsayı değer almak zorunda olduğu için, uygun çözümlerin sayısı sonsuz değil fakat 6 84 000 000 000 gibi büyük bir sayı olmaktadır. Bu sayı aşağıdaki gibi esap edilebilir: değişkeni santimetre olarak tamsayı değer almak zorunda olduğu için alabileceği farklı değer sayısı; ( 0.5) / 0.0= 50 olur. b, b,, değişkenleri milimetre olarak tamsayı değer almak sorunda oldukları için alabilecekleri farklı değer sayısı er biri için; (0. - 0.04) / 0.00 = 60 olur. b değişkeni milimetre olarak tamsayı değer almak zorunda olduğu için alabileceği farklı değer sayısı; (0. 0.) / 0.00 = 00 olur. Modeldeki kısıtlar gereği diğer değişkenler bu değişkenlere bağlı olarak değer almaktadır. Bu rakamlara göre tüm olası çözümlerin sayısı; (50)(60)(60)(60)(60)(00) = 684000000000 olmaktadır. Önerilen çözüm algoritması ile, 6 trilyondan fazla olan olası çözümlerden 7506 tanesine (bu sayı bilgisayar programında yapılan çözüm sayısı saydırılarak bulunmuştur) bakılarak optimum çözüm (veya yakın optimum çözüm) bulunabilmektedir. Önerilen çözüm algoritmasının QBASIC programlama dili kullanılarak bilgisayar programı yapıldı. Bu program ve Inter Pentium 00 MHZ mikro işlemcisi olan bir bilgisayar kullanıldığında, çözüm süresi 4 dakika saniye olarak gözlenmiştir. Bu algoritma ile optimum çözümün kesin olarak bulunabileceğinin ispatı yapılamadı. Ancak, değişken değerleri için belirlenen aralıklar daa geniş tutulacak şekilde bilgisayar programında gerekli düzenlemeler yapıldıktan sonra yapılan deneme çözümünde (bu çözümde 6 066 87 tane farklı çözüm araştırılmış ve çözüm süresi saat dakika sürmüştür), daa önce bulunan çözümün aynısı bulunmuştur. Önerilen algoritmayla bulunan çözüm değerleri ile uzman görüşlerden yararlanılarak derlenen değerler Tablo de karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Tablodaki ilk iki kolonda uzman kişilerden derlenen aşap kullanım boyutları verilmiştir. Üçüncü kolonda ilk iki kolonun ortalama değerleri yer almaktadır. Son kolanda ise Önerilen Algoritmayla esaplanan sonuçlar verilmiştir. Tablodaki Z değerleri incelendiğinde en az aşap gereksinimi, önerilen algoritmayla bulunan çözüm planında oluğu görülmektedir. Bu çözüm en düşük aşap kullanımını gerektiren uzman görüşüne göre %0 daa az aşap malzeme gerektirmektedir. Tablo. Uygulamadaki Çeşitli Değerler ve Önerilen Değerler Değiş kenler Uygulamadaki Çeşitli Değerler I II III Önerilen Algoritma ile Bulunan Değerler.5 0.8.5.7.4..78 0.6 0.4 0.5 0. S 6 b 0. 0. 0. 0.045 0. 0. 0. 0.97 b 0.05 0.05 0.05 0.04 0. 0. 0. 0.078 b 0. 0. 0. 0.98 0.0 0.0 0.0 0.05 Z 0.054 0.079 0.06 0.0496 4. SONUÇ VE ÖNERİLER Bu çalışmada, beton kalıbı için gerekli aşap miktarını minimize eden bir model geliştirilmiştir. Ayrıca, amaç fonksiyonunun ve kısıtların doğrusal olmadığı, değişkenlerin birbirleriyle komplex ilişkiler içinde olduğu bu modelin çözümünde Müendislik Bilimleri Dergisi 005 () 5-0 9 Journal of Engineering Sciences 005 () 5-0

Betonarme Yapılarda Aşap Kalıp Malzemesinin Optimizasyonu, İ. Güngör, M. C. Kayacan, O. Çankıran kullanılabilecek bir algoritma geliştirilmiş ve bu algoritmanın bilgisayar programı azırlanmıştır. Önerilen algoritma ile elde edilen çözüm sonuçları pratikte kullanılan değerlere göre %0 oranında daa az aşap kullanımını sağlamaktadır. Bu sonuçların uygulanması alinde, inşaat sektöründe önemli bir ekonomik kazanım sağlanabileceği görülmektedir. Bu çalışmada önerilen çözüm sistemiyle; beton kalıbı yapısına benzer özellikleri olan otomobil, gemi ve uçak kaportaları, inşaatlardaki çatı sistemlerinde vb. için optimizasyon çalışmalarının yapılabileceği önerilebilir. 5. SİMGELER b : Kiriş eni, : Kiriş yüksekliği, : Kirişin altındaki dikmeler arasındaki açıklık, b : Izgara kirişi eni, : Izgara kirişi yüksekliği, : Kirişler arasındaki açıklık, S : Kiriş üzerine konulacak ızgara kirişi sayısı, b : Tatanın eni, : Tatanın yüksekliği (kalınlığı), : Izgara kirişleri arasındaki açıklık, BK : Kalıbın üzerine atılacak betonun kalınlığı, π : Kullanılacak betonun özgül ağırlığı (N/m ) CA : Kalıbın üzerinde çalışacak işçilerin ve işçi malzemelerinin ağırlığı, P max : eni b i ve i yüksekliği olan bir aşap malzemenin aralığı i olan dikmelere basarak kaldırabileceği maksimum yük miktarı, EN i : i malzeme parçası üzerine etki edecek beton alanının eni (m) BOY i : i malzeme parçası üzerine etki edecek beton alanının boyu (m) 6. KAYNAKÇA Anonim, 984. TSE, TS 500, Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları, Ankara. Arslan, M. 00. Effect of Drainer Formworks on Concrate Lateral Pressure, Concruction and Buildidng Materials, 6, pp. 5-59. Balcı, F. 990. Şantiyede Yapı Bilgisi Tatbikatı, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Teknik Araştırma ve Uygulama Genel Müdürlüğü, Yayın No : 45, Ankara. Balkabak, İ. 998. Tünel Kalıp Sistemleri, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Isparta. Bazaraa, M. S. 99. Nonlinear Programming : Teory and Algoritms, Wiley, New York. Bozkurt, A. Y. ve Göker, Y. 987. Fiziksel ve Mekanik Ağaç Teknolojisi, İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları, Yayın No : 445, İstanbul. Çeşmeci, H. 995 Betonarme İnşaatlarda Kullanılan Kalıplar ve İskeleler, Yayınlanmamış Ders Notları, Selçuk Üni. Konya Meslek Yüksek Okulu. Gaib, A. A., and et al., 00. Mecanical Properties of Concrete Cast in Fabric Formworks, Cement and Concrete Researc,, pp.459-465. Hanna, A. S. ve Senouci, A. B. 995. Design Optimization of Concrete-Slap Forms, Journal of Construction Engineering and Management,, pp.5-. Hartley, R. 985. Linear and Nonlinear Programming : an Introduction to Linear Metods in Matematical Programming, Halstead Press, New York. Hoang, T. 998. Convex Analysis and Global Optimization, Kluwer Academic Publisers Dordrect, Boston. Huang and et al., 000. A Monitoring Metod for Scaffold-Frame Soring Systems for Elevated Concrete Formwork, Computers and Structures, 78, pp. 68-690. Mangasarian, O. L. 994. Nonlinear programming, Society for Industrial and Applied Matematics, Piladelpia. McCormick, G. P. 98. Nonlinear programming : teory, algoritms, and Applications, Wiley, New York. Murty, K. G. 988. Linear Complementarity, Linear and Nonlinear Programming, Heldermann Verlag Berlin. Proverbs, P. O. and et al., 998. A Comparative Evaluation of Planning Engineers, Fromwork Productivity Rates in European Construction, Building and Environment, Vol., No. 4, pp. 8-87. Müendislik Bilimleri Dergisi 005 () 5-0 0 Journal of Engineering Sciences 005 () 5-0