Yapay sinir ağları ile kesme donatısız betonarme kirişlerin analizi

Abstract

Kesme donatışız betonarme kirişlerin kesme davranışlarının incelenmesi ve kesme dayanımlarının belirlenmesi bu çalışmanın başlıca amacıdır. Söz konusu kirişlerin kesme dayanımlarının belirlenebilmesi için çeşitli betonarme yönetmelikleri tarafından önerilen bağıntılar araştırılmış ve deneysel sonuçlara daha yakın tahminlerde bulunabilmek amacıyla malzeme ve taşıma gücü mekanizmaları hakkında basitleştirici varsayımların gerekmediği matematiksel modele ihtiyaç duymayan, girdiler ve çıktılar arasında ilişki kurabilen yapay sinir ağlan yöntemi kullanılmıştır. Günümüz yönetmeliklerinde yer alan kesme dayanımı hesabı büyük oranda basitleştirilmiş model ve ampirik bağıntılara dayanmaktadır. Agrega kenetlenmesi, kemer etkisi, kaldıraç etkisi, çekme rijitleşmesi vb. gibi karmaşık mekanizmaların tam ve gerçekçi olarak tanımlandığı bir fiziksel model olmadığından deneysel verilere dayanan yaklaşımlar temel alınmıştır. Bu çalışmada literatürden seçilen 193 kiriş deneyi veri ve sonuçlan kullanarak YSA modeli eğitilmiş ve test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, Türk Yönetmeliği (TS-500-2000), Amerikan Yönetmeliği (ACI-3 18-02), Avrupa Yönetmeliği (Eurocode-2), Avrupa Örnek Yönetmeliği (CEB-FIB-90) ile karşılaştırılmıştır. Deneysel olarak bulunan kesme kuvveti taşıma gücü değerlerinin, yönetmelik sonuçlarına bölünmesiyle elde edilen değerlerin ortalama ve standart sapmaları incelendiğinde YSA yaklaşımının gerçeğe çok daha yakın sonuçlar verdiği gözlenmiştir. YSA'nın kesme dayanımını belirlemede etkin bir yöntem olabileceği belirlendikten sonra, YSA ile üretilen kiriş örnek deney veri ve sonuçlan kullanılarak kesme dayanımını etkileyen beton basınç dayanımı (fc), boyuna donatı yüzdesi (p), kesme açıklığının etkili derinliğe oranı (a/d) ve kiriş etkili derinliği (d) parametreleri teker teker incelenmiş ve YSA tabanlı model bu beş girdiden oluşturulmuştur. İncelemede YSA'nın kesme dayanımını belirlemede yapay sinir ağlan algoritması kullanılarak MATLAB tabanlı bir program geliştirilmiş, kesme dayanımını belirlemede YSA'nın etkin olarak kullanabileceği gösterilmiştir. Ayrıca istatistiksel bir çalışma yapılarak, kesme dayanımı etkileyen bu beş bağımsız değişken ile çoklu regresyon analizi yapılmıştır. Regresyon analizlerinde söz konusu beş parametrenin kesme dayanımı üzerinde etkili olduğu ve kesme dayanımı tahmininde kullanılacak herhangi bir bağıntının beş değişkeni de kapsaması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır.