| Ders Adı | Kodu | Yerel Kredi | AKTS | Ders (saat/hafta) | Uygulama (saat/hafta) | Laboratuar (saat/hafta) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Yapı Tasarımında Optimizasyon Yöntemleri | INS6608 | 3 | 7.5 | 3 | 0 | 0 |
| Önkoşullar | Yok |
|---|
| Yarıyıl | Güz, Bahar |
|---|
| Dersin Dili | İngilizce, Türkçe |
|---|---|
| Dersin Seviyesi | Doktora |
| Dersin Türü | Seçmeli @ İnşaat Mühendisliği ABD Yapı Doktora Programı |
| Ders Kategorisi | Uzmanlık/Alan Dersleri |
| Dersin Veriliş Şekli | Yüz yüze |
| Dersi Sunan Akademik Birim | İnşaat Mühendisliği Bölümü |
|---|---|
| Dersin Koordinatörü | Şenay Atabay |
| Dersi Veren(ler) | Mehmet M. Berilgen |
| Asistan(lar)ı |
| Dersin Amacı | Optimizasyon problemlerinin matematiksel tanımını yaparak, yapı mühendisliğinde kullanılan doğrusal ve doğrusal olmayan matematik programlama yöntemlerini ve yapı tasarımındaki uygulamalarını açıklamaktır. |
|---|---|
| Dersin İçeriği | Genel 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 |
|
| Opsiyonel Program Bileşenleri | Yok |
Ders Öğrenim Çıktıları
- Öğrenciler; Optimizasyon kavramını ayrıntılı olarak öğrenirler, Yapı mühendislerinin tasarımda ihtiyaç duyabilecekleri optimizasyon yöntemleri ve bu yöntemlerin yapı tasarımındaki uygulama alanları hakkında bilgi sahibi olabileceklerdir.
- Öğrenciler mesleğin uzmanlık gerektiren konularında bilgi sahibi olabileceklerdir.
- Öğrenciler uygulamada ihtiyaç duyulan bilgilerin teorik altyapısını öğrenebileceklerdir.
Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları
| Hafta | Konular | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Giriş, Genel Tanımlar: Optimizasyon Problemi, Amaç Fonksiyonu, Kısıtlamalar, Uygun Bölge, Uygun Çözüm, Konveks Fonksiyonun Özellikleri | Bölüm 1 (Ders notu) |
| 2 | Konveks Optimizasyon Problemi, Standart Optimizasyon Problemi, Kısıtlamasız Optimizasyon Problemi, Lagrange Fonksiyonu, Kuhn-Tucker Koşulları, Lokal Optimum için Gerek ve Yeter Koşullar, Hessian Matrisi, Taylor Serileri Açılımı | Bölüm 2 (Ders notu) |
| 3 | Optimizasyon Metodlarının Gruplandırılması. Grafik Yöntem, Örnek. Lagrange Çarpanları Yöntemi, Örnek Problem. Simpleks Yöntemi: Kaynaklar, Simpleks Yöntemine Giriş | Bölüm 3 (Ders notu) |
| 4 | Simpleks Yöntemi: Takip Edilen Yol, Pivot Seçimi, vs. Simpleks Yönteminde Karşılaşılan Sorunlar | Bölüm 3 (Ders notu) |
| 5 | Simpleks Yönteminde Çözüm Sorunları: Çok Çözümlü Problem (Multiple Solution) Dengeleme, Yozlaşma, Dual Problem. Örnekler. Tamsayılı Programlama | Bölüm 3 (Ders notu) |
| 6 | Yapay Zeka Yöntemleri (AI Teknikleri); Genetik Algoritma | Bölüm 4 (Ders notu) |
| 7 | Yapay Zeka Yöntemleri; Simulated Annealing, Evolutionary Programming | Bölüm 4 (Ders notu) |
| 8 | 1. Yıliçi Sınavı | |
| 9 | Doğrusal Olmayan Programlama Teknikleri: Gradyan Yöntemi, Adım Adım Lineerleştirme, Kesen Düzlem, SLP Yöntemleri | Bölüm 5 (Ders notu) |
| 10 | Yapı 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) |
| 11 | İzostatik Kafes Sistemlerde: Örnek. Plastik Tasarım: Örnek Matris Deplasman Yöntemi İle Yapı Optimizasyonunun Formülasyonu: Kafes Sistemlerde Gerilme Kısıtlamaları | Bölüm 6 (Ders notu) |
| 12 | Rijitlik Kısıtlamaları, Örnekler. Çerçeve Sistemlerde Optimizasyon Probleminin Formulasyonu, Örnekler | Bölüm 6 (Ders notu) |
| 13 | Gerilme, Yerdeğiştirme, Stabilite ve Frekans Kısıtlamaları. Genetik Algoritma Yöntemini ile Maliyet ve Boyut Optimizasyonu (II. Yıliçi Sınavı) | Bölüm 6 (Ders notu) |
| 14 | Şekil Optimizasyonu; Konu İle İlgili Çalışmalar, Formülasyon ve Örnekler. Deprem Yükü Altındaki Yapı Sistemlerinin Optimizasyonu | Bölüm 7 (Ders notu) |
| 15 | Öğrenci ödev sunumları | |
| 16 | Final Exam |
Değerlendirme Sistemi
| Etkinlikler | Sayı | Katkı Payı |
|---|---|---|
| Devam/Katılım | ||
| Laboratuar | ||
| Uygulama | ||
| Arazi Çalışması | ||
| Derse Özgü Staj | ||
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | ||
| Ödev | 1 | 30 |
| Sunum/Jüri | ||
| Projeler | ||
| Seminer/Workshop | ||
| Ara Sınavlar | 1 | 30 |
| Final | 1 | 40 |
| Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı | ||
| Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı | ||
| TOPLAM | 100 | |
AKTS İşyükü Tablosu
| Etkinlikler | Sayı | Süresi (Saat) | Toplam İşyükü |
|---|---|---|---|
| Ders Saati | 14 | 3 | |
| Laboratuar | |||
| Uygulama | |||
| Arazi Çalışması | |||
| Sınıf Dışı Ders Çalışması | 14 | 10 | |
| Derse Özgü Staj | |||
| Ödev | 1 | 40 | |
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | |||
| Projeler | |||
| Sunum / Seminer | |||
| Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi) | 1 | 3 | |
| Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi) | 1 | 4 | |
| Toplam İşyükü : | |||
| Toplam İşyükü / 30(s) : | |||
| AKTS Kredisi : | |||
| Diğer Notlar | Yok |
|---|
