Eksantrik basınç yükü altındaki içi beton ile doldurulmuş çelik kolonların optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada eksantrik yükleme altındaki içi beton ile doldurulmuş dairesel kesite sahip çelik kolonların optimum tasarımı ele alınmıştır. Bu tip kolonların maliyet minimizasyonu için çok iyi bilinen Parçacık Sürü Optimizasyonu algoritması kullanılmıştır. İki boyutlu eksenel yük-eğilme momenti etkileşim eğrileri, deneysel sonuçlarla elde edilen ampirik formüllerin kullanıldığı polinom ifadeleriyle tanımlanmıştır. Optimizasyon çalışmalarında lokal ve global burkulma durumları iki temel kısıtlayıcı olarak belirlenmiştir. Çalışma kapsamında MATLAB yazılımı içinde yer alan Parçacık Sürü Optimizasyonu algoritmasının kullanıldığı bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Optimizasyon çalışmalarında farklı yüksekliğe, çelik akma gerilmesine ve beton basınç dayanımına sahip içi beton ile doldurulmuş dairesel kesite sahip çelik kolonlar ele alınmıştır. Değişik eksenel yük ve eğilme momentleri için elde edilen sayısal sonuçlar ışığında, önerilen yöntemin içi beton ile doldurulmuş dairesel kesite sahip çelik kolonların optimizasyonu için kullanışlı ve verimli olduğu anlaşılmıştır.

This study addresses the optimum design of circular concrete filled steel tubular (CFST) columns under the action of eccentric loading. The well-known particle swarm optimization (PSO) algorithm is used for the cost minimization of these columns. Twodimensional axial force-bending moment interaction curves are assumed to be in the forms of polynomial expressions, which are evaluated by a number of empirical equations based on experimental results. The local and global buckling are considered to be the two main constraints used in the optimization studies. A computer code is developed in the scope of this work in which the PSO algorithm in MATLAB is implemented. Circular CFST columns with different heights, steel yield stresses and concrete strengths are considered in the optimization studies. The obtained numerical results, based on different values of axial loads and bending moments indicate the usefulness and efficiency of the proposed approach in optimum design of the CFST columns.