Ders AdıKodu Yerel KrediAKTS Ders (saat/hafta)Uygulama (saat/hafta)Laboratuar (saat/hafta)
Yapı Tasarımında Optimizasyon Yöntemleri INS660837.5300
ÖnkoşullarYok
YarıyılGüz, Bahar
Dersin Diliİngilizce, Türkçe
Dersin SeviyesiDoktora
Dersin TürüSeçmeli @ İnşaat Mühendisliği ABD Yapı Doktora Programı
Seçmeli @ İnşaat Mühendisliği ABD İnşaat Mühendisliği Doktora Programı
Ders KategorisiUzmanlık/Alan Dersleri
Dersin Veriliş ŞekliYüz yüze
Dersi Sunan Akademik Birimİnşaat Mühendisliği Bölümü
Dersin KoordinatörüŞenay Atabay
Dersi Veren(ler)Şenay Atabay
Asistan(lar)ı
Dersin AmacıOptimizasyon problemlerinin matematiksel tanımını yaparak, yapı mühendisliğinde kullanılan doğrusal ve doğrusal olmayan matematik programlama yöntemlerini ve yapı tasarımındaki uygulamalarını açıklamaktır.
Dersin İçeriğiGenel Tanımlar: Amaç Fonksiyonu, Kısıtlamalar, Uygun Bölge, Uygun çözüm, Konveks Fonksiyonun Özellikleri, Lagrange Çarpanları, Kuhn-Tucker Koşulları, Esas Problemin Duali. Yapı Optimizasyonunda Kullanılan Yöntemler: Lineer Programlama Yöntemleri (Simpleks yöntemi, Tamsayılı Programlama yöntemi), Nonlineer Programlama Yöntemleri (Kesen Düzlem Yöntemi, Ardışık Doğrusal Programlama Yöntemi), Optimumluk Kriteri Yöntemi, Yapay Zeka Teknikleri (Genetik Algoritma Yöntemi) Yapı Tasarımında Optimizasyon: Mevcut Tasarım Yöntemlerine Genel Bir Bakış. Yapı Optimizasyonunda Sınıflandırma ve Tanımlar. Yapı Optimizasyonunda İlk Çalışmalar: Aynı Anda Göçme Modu, Tam Gerilmeli Tasarım. Optimizasyon Tekniklerinin Yapı Tasarımına Uygulanması: İzostatik ve Hiperstatik Sistemlerde Yapı Optimizasyonu, Plastik Tasarımda Yapı Optimizasyonu. Matris Deplasman Yöntemi ile Optimizasyon (Kafes Sistemlerde, Çerçeve Sistemlerde Yapı Optimizasyonunun Formülasyonu.) Genetik Algoritma Yöntemi ile Yapı Optimizasyonu, Şekil Optimizasyonu, Deprem Yükü Etkisindeki Yapıların Optimizasyonu.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
  • Yrd. Doç. Dr. Şenay ATABAY tarafından hazırlanmış ders notları
  • F.G.Gülay: ‘Ders Notları’./ ‘Course Documents’
  • R.L.Fox: ‘Optimization Methods for Engineering Design’. Addison Wesley, 1971.
  • K.I.Majid:’Optimum Design of Structures.’ Newnes Butterworths, 1978.
  • E.Atrek, F.Keskinel: ‘Yapısal Optimizasyon, Yöntemler ve Uygulamalara Genel Bir Bakış’, İ.T.Ü. Teknik Rapor Seri:D, Sayı 8,1979.
  • U.Kirsh: ‘Optimum Structural Design, Concepts, Methods and Applications’. Mc Graw Hill Book Company, 1981.
  • J.S.Arora: ‘Introduction to Optimum Design’, Mc Graw Hill International Editions, 1989.
  • A. Ravindran, K. M. Ragsdell and G. V. Reklaitis: ‘Engineering Optimization: Methods and Applications’. John Wiley & Sons, Inc, 2006.
  • İlgili araştırma makaleleri
Opsiyonel Program BileşenleriYok

Ders Öğrenim Çıktıları

  1. Öğrenciler; Optimizasyon kavramını ayrıntılı olarak öğrenirler, Yapı mühendislerinin tasarımda ihtiyaç duyabilecekleri optimizasyon yöntemleri ve bu yöntemlerin yapı tasarımındaki uygulama alanları hakkında bilgi sahibi olabileceklerdir.
  2. Öğrenciler mesleğin uzmanlık gerektiren konularında bilgi sahibi olabileceklerdir.
  3. Öğrenciler uygulamada ihtiyaç duyulan bilgilerin teorik altyapısını öğrenebileceklerdir.

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1Giriş, Genel Tanımlar: Optimizasyon Problemi, Amaç Fonksiyonu, Kısıtlamalar, Uygun Bölge, Uygun Çözüm, Konveks Fonksiyonun Özellikleri Bölüm 1 (Ders notu)
2Konveks Optimizasyon Problemi, Standart Optimizasyon Problemi, Kısıtlamasız Optimizasyon Problemi, Lagrange Fonksiyonu, Kuhn-Tucker Koşulları, Lokal Optimum için Gerek ve Yeter Koşullar, Hessian Matrisi, Taylor Serileri AçılımıBölüm 2 (Ders notu)
3Optimizasyon Metodlarının Gruplandırılması. Grafik Yöntem, Örnek. Lagrange Çarpanları Yöntemi, Örnek Problem. Simpleks Yöntemi: Kaynaklar, Simpleks Yöntemine GirişBölüm 3 (Ders notu)
4Simpleks Yöntemi: Takip Edilen Yol, Pivot Seçimi, vs. Simpleks Yönteminde Karşılaşılan SorunlarBölüm 3 (Ders notu)
5Simpleks Yönteminde Çözüm Sorunları: Çok Çözümlü Problem (Multiple Solution) Dengeleme, Yozlaşma, Dual Problem. Örnekler. Tamsayılı ProgramlamaBölüm 3 (Ders notu)
6Yapay Zeka Yöntemleri (AI Teknikleri); Genetik AlgoritmaBölüm 4 (Ders notu)
7Yapay Zeka Yöntemleri; Simulated Annealing, Evolutionary ProgrammingBölüm 4 (Ders notu)
81. Yıliçi Sınavı
9Ara Sınav 1
10Yapı Tasarımında Optimizasyon: Giriş, Geleneksel Tasarım Yöntemlerine Toplu Bir Bakış. Optimizasyon Probleminin Formulasyonu, Tasarım Değişkenleri, Kısıtlamalar, Amaç Fonksiyonu. Yapı Optimizasyonunda İlk Çalışmalar: Tam Gerilmeli Tasarım, Aynı Anda Göçme Modu.Bölüm 6 (Ders notu)
11İzostatik Kafes Sistemlerde: Örnek. Plastik Tasarım: Örnek Matris Deplasman Yöntemi İle Yapı Optimizasyonunun Formülasyonu: Kafes Sistemlerde Gerilme KısıtlamalarıBölüm 6 (Ders notu)
12Rijitlik Kısıtlamaları, Örnekler. Çerçeve Sistemlerde Optimizasyon Probleminin Formulasyonu, ÖrneklerBölüm 6 (Ders notu)
13Gerilme, Yerdeğiştirme, Stabilite ve Frekans Kısıtlamaları. Genetik Algoritma Yöntemini ile Maliyet ve Boyut Optimizasyonu (II. Yıliçi Sınavı)Bölüm 6 (Ders notu)
14Şekil Optimizasyonu; Konu İle İlgili Çalışmalar, Formülasyon ve Örnekler. Deprem Yükü Altındaki Yapı Sistemlerinin OptimizasyonuBölüm 7 (Ders notu)
15Final

Değerlendirme Sistemi

EtkinliklerSayıKatkı Payı
Devam/Katılım
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Derse Özgü Staj
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Ödev130
Sunum/Jüri
Projeler
Seminer/Workshop
Ara Sınavlar130
Final140
Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı
Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı
TOPLAM100

AKTS İşyükü Tablosu

EtkinliklerSayıSüresi (Saat)Toplam İşyükü
Ders Saati143
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışması1410
Derse Özgü Staj
Ödev140
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Projeler
Sunum / Seminer
Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)13
Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)14
Toplam İşyükü :
Toplam İşyükü / 30(s) :
AKTS Kredisi :
Diğer NotlarYok