Content uploaded by Duygu Çeli̇k
Author content
All content in this area was uploaded by Duygu Çeli̇k on Apr 08, 2022
Content may be subject to copyright.
MÜHENDĠSLĠK BĠLĠMLERĠ
AraĢtırma ve Uygulama
Editörler
Prof. Dr. Murat Oduncuoğlu & Dr. Engün Ergül
Lyon 2022
Editors •. Prof. Dr. Murat Oduncuoğlu • Orcid: 0000-0002-3130-5646
•. Dr. Engün Ergül • Orcid: 0000-0003-3347-5400
Cover Design • Point Design
Book Layout • Mirajul Kayal
First Published • March 2022, Lyon
ISBN: 978-2-38236-262-4
copyright © 2022 by Livre de Lyon
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a
retrieval system, or transmitted in any form or by an means, electronic,
mechanical, photocopying, recording, or otherwise, without prior written
permission from the Publisher.
Publisher • Livre de Lyon
Address • 37 rue marietton, 69009, Lyon France
website • http://www.livredelyon.com
e-mail • livredelyon@gmail.com
I
Ön Söz
Bu yeni kitap serisi teorik ve uygulamalı farklı konuları bir araya getirerek
mühendislik ve temel bilimlerdeki geliĢmeleri yakalamayı amaçlamaktadır. Bu
kitap ise, temel bilimler ve mühendislik konularında uzman araĢtırmacıların
deneyimleri ve teknolojik geliĢmeler üzerine yaptıkları çalıĢmaları içerisinde
bulunduran teorik ve pratik konulardan oluĢmaktadır. Bu kitabı hazırlamaktaki
amacımız, araĢtırmacıların ilgilendikleri alanlarda iĢin özü olan uygulama ve
teorik altyapıları genç bilim insanlarına ve araĢtırmacılara sunarak, ilgilenen
araĢtırmacılara kendi dilinde yazılan bir kaynak ile yol göstermek ve
çalıĢmalarını verimli kılmaktır. Farklı ilgi alanlarını kapsayan geniĢ bir
yelpazede araĢtırma konularından oluĢan kitabımız ilgilenenlerin konuları
anlayıp uygulaması ve yeni teknolojiler geliĢtirebilmeleri için önemli bir
kaynaktır. Altı bölümden oluĢan kitabımız, optimizasyon problemleri çözümü
için önerilen bir algoritma, gıdalarda pestisit giderimi için ozon uygulamaları,
farklı elektrik devreleri analizleri ve problemlere çözüm önerileri, inĢaat
mühendisliğinde bilgisayar destekli tasarım, sürdürülebilir hibrit çimento
harçlarının por yapısı ve baskı teknolojileri konularından oluĢmaktadır.
Editörler, bütün yazarlara kitaba katkılarından dolayı teĢekkür eder.
Yazarların bilgi birikimleri ve katkıları olmadan bu eser ortaya çıkamazdı.
Ayrıca bu çalıĢma için bizleri destekleyen Livre de Lyon Yayınevi ve
çalıĢanlarına teĢekkür ederiz.
Prof. Dr. Murat Oduncuoğlu & Dr. Engün Ergül
II
III
Ġçindekiler
ÖN SÖZ ................................................................................................................ I
BÖLÜM I: DOĞRU AKIM DEVRELERĠ VE PROBLEM ÇÖZÜMLERĠ ............................ 1
Teoman Karadağ
BÖLÜM II: ELEKTRĠK DEVRELERĠNĠN ANALĠZĠ VE PROBLEM ÇÖZÜMLERĠ ........ 33
Teoman Karadağ
BÖLÜM III: OZON UYGULAMALARIYLA GIDALARDAN PESTĠSĠT GĠDERĠMĠ ........ 61
Ayşe Kurt
BÖLÜM IV: GENĠġ ÖLÇEKLĠ OPTĠMĠZASYON PROBLEMLERĠ ĠÇĠN
GELĠġTĠRĠLMĠġ FARE SÜRÜSÜ ALGORĠTMASI ........................................ 89
Emine Baş
BÖLÜM V: ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠNDE BĠLGĠSAYAR DESTEKLĠ
TASARIMIN TARĠHSEL GELĠġĠMĠ .............................................................. 109
Duygu Çelik & Furkan Azak & Tarkan Karaçay & Yunus Eren
Kaya & Batuhan Şanlı & Büşranur Azak & Hakan Özbaşaran
BÖLÜM VI: ENDÜSTRĠYEL ATIK TÜRÜ BAĞLAYICI ĠÇEREN SÜRDÜRÜLEBĠLĠR
HĠBRĠT ÇĠMENTO HARÇLARININ POR YAPISI ÖZELLĠKLERĠ ............. 133
Levent Bostancı
BÖLÜM VII: SÜRDÜRÜLEBĠLĠR HĠBRĠT UÇUCU KÜL HARÇLARINDA ATIK
LASTĠK PARTĠKÜLLERĠNĠN HARÇ NUMUNELERĠNĠN POR YAPISI
ÖZELLĠKLERĠNE OLAN ETKĠSĠ .................................................................. 153
Levent Bostancı
BÖLÜM VIII: 3, 4 VE 5 BOYUTLU BASKI TEKNOLOJĠSĠNĠN ĠNCELENMESĠ VE
UYGULAMA ALANLARININ ARAġTIRILMASI ........................................ 173
Meltem Eryıldız
109
BÖLÜM V
ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠNDE
BĠLGĠSAYAR DESTEKLĠ
TASARIMIN TARĠHSEL GELĠġĠMĠ
Historical Development of Computer-Aided Design in Civil Engineering
Duygu Çelik1 & Furkan Azak2 & Tarkan Karaçay3 &
Yunus Eren Kaya4 & Batuhan ġanlı5 & BüĢranur Azak6 &
Hakan ÖzbaĢaran7
1(Lisans Öğr.), Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
e-mail: duyguuucelik3@gmail.com
Orcid: 0000-0002-3912-9202
2(Lisans Öğr.), Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
e-mail: furkanazak26@gmail.com
Orcid: 0000-0002-6962-0051
3(Doktora Öğr.), Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
e-mail: mail@tarkankaracay.com
Orcid: 0000-0002-4893-5126
4(Lisans Öğr.), Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
e-mail: yunuserenkaya1@gmail.com
Orcid: 0000-0002-2622-4630
5(Yüksek Lisans Öğr.), Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
e-mail: batuhansanli@gmail.com
Orcid: 0000-0002-8817-4026
6(Yüksek Lisans Öğr.), Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
e-mail: busrazak26@gmail.com
Orcid: 0000-0002-8913-9716
7(Doç. Dr.), Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
e-mail: ozbasaran@ogu.edu.tr
Orcid: 0000-0003-1959-5297
110 MÜHENDĠSLĠK BĠLĠMLERĠ ARAġTIRMA VE UYGULAMA
1. GiriĢ
nĢaat mühendisliğinde tasarım; bir yapıyı etkileyen iç ve dıĢ yüklerin analiz
edilerek yapının güvenli, ekonomik, kullanıcının isteğine uygun ve
ihtiyacını karĢılayacak bir Ģekilde inĢa edilebilmesi için yapılması gereken
çalıĢmalardır. Diğer bir bakıĢ açısı ile inĢaat mühendisliğinde tasarım fikir
üretme, hesaplama ve görselleĢtirme iĢlemlerinin bir bütünü olarak da
düĢünülebilir.
ĠnĢaat mühendisliğinde tasarımın tarihini üç ana döneme ayırmak
mümkündür. Bunlar sırası ile erken dönem, gelenekçi tasarım (BDT -
Bilgisayar Destekli Tasarım) dönemi ve yenilikçi tasarım (BOT - Bilgisayar ile
Otomatik Tasarım) dönemidir. Bu çalıĢmada gelenekçi tasarım döneminin ilk
zamanları, yani BDT‘nin bir düĢünce olmaktan çıkıp mühendislik pratiğine
yerleĢmeye baĢladığı dönem incelenmiĢtir. Gelenekçi tasarım dönemine
geçiĢin daha iyi açıklanabilmesi için erken dönem hakkında da bilgi
verilmiĢtir.
Erken dönem, kâğıt üzerine yapılan iki boyutlu çizimlerden ve üç
boyutlu maketlerden faydalanılan tasarım dönemidir. Söz edilen dönemde
tasarım sürecinde ihtiyaç duyulan hesaplamalar, hesap cetveli (ve ileriki
zamanlarda hesap makinesi) gibi basit araçlar ile yapılmıĢtır. Erken dönem
tasarımda kullanılan yöntemler önemli zaman ve insan gücü kayıplarına neden
olmaktaydı. Diğer bir önemli konu ise, tüm hesapların ve çizimlerin el ile
yapılıyor olmasından kaynaklanan yüksek hata oranıydı.
BDT (bu çalıĢmadaki diğer adıyla ―gelenekçi tasarım‖) ile yapılan
çalıĢmalar, erken dönemde yapılan çalıĢmalara göre hataları daha aza
indirirken, zamandan ve insan gücünden tasarruf sağlamaktadır. Dahası, hassas
ölçümler ve hesaplamalar yapılmasını sağlamaktadır. Tasarımın bilgisayar
yardımı ile yapılmasını sağlayan iĢlemler bütünü BDT (Ġngilizce karĢılığı ile
―CAD – Computer Aided Design‖) olarak adlandırılır.
ĠnĢaat mühendisliği birçok disiplinde olduğu gibi farklı dallara
ayrılmaktadır. Yapı mühendisliği çok katlı yapılar, köprüler, kuleler ve
fabrikalar gibi yapıların statik ve dinamik davranıĢlarını incelemektedir. Canlı
veya cansız varlıkların bir yerden diğer bir yere ulaĢımını sağlayan yapıların
inĢasından ve ilgili problemlerin çözümünden ulaĢtırma dalı sorumludur.
AkıĢkanlar ile ilgili mühendislik problemlerinin çözümü, su kaynaklarının
geliĢtirilmesi, dağıtılması, iletilmesi ve depolanması ile hidrolik dalı
ilgilenmektedir. Zeminin fiziksel ve mühendislik özelliklerini geoteknik dalı
araĢtırırken yapıların çeĢitli kuvvet etkileri altındaki davranıĢlarını, statik,
dinamik ve stabilite analizleri konularını da mekanik dalı incelemektedir.
Projelerin imalat süreçlerinin verimliliğini, kalitesini ve iĢ güvenliğini
arttırmak üzerine çalıĢan, bütçe yönetimini sağlayan dal yapım yönetimi
Ġ
ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠNDE BĠLGĠSAYAR DESTEKLĠ TASARIMIN . . . 111
dalıdır. Deprem dalı deprem risk analizlerinin yapılması ve yapıların depreme
karĢı dayanıklılığı konularında çalıĢılan daldır. Son olarak, yapıların
sağlamlığı, ekonomikliği, güvenilirliği ve iĢlevselliğini bir arada düĢünen
mühendisin ilgili yapıyı tasarlarken kullanacağı malzemenin seçimi, özellikleri
ve üretim yöntemlerinin geliĢtirilmesi ile ilgilenen dal ise yapı malzemeleri
dalıdır. Tanımları yukarıda yapılmıĢ olan inĢaat mühendisliği dalları ġekil
1.1‘de gösterilmiĢtir. Bu noktada söylemek gerekir ki farklı açılardan
bakıldığında bu dallardan bazıları yine bu dallardan bazılarını kapsayabilir. Bu
sebeple ġekil 1.1, inĢaat mühendisliği dallarının tamamını ve bu dalların
arasındaki tüm iliĢkileri özetleyen bir görsel olarak düĢünülmemelidir.
ġekil 1.1: ĠnĢaat Mühendisliği Dalları
ĠnĢaat mühendisliğinde bilgisayar destekli tasarımın tarihçesi konusunda
100‘den fazla anahtar kelime ile yapılan literatür taraması sonucunda BDT‘nin
mühendislik pratiğine henüz yerleĢmediği döneme ait olduğu düĢünülen 73
adet çalıĢmaya ulaĢılmıĢtır. Kaynak taraması için scholar.google.com,
sciencedirect.com, tandfonline.com, lens.org, techno-press.org,
researchgate.net, academia.edu veri tabanları ve çeĢitli veri tabanlarını tarayan
112 MÜHENDĠSLĠK BĠLĠMLERĠ ARAġTIRMA VE UYGULAMA
web siteleri kullanılmıĢtır. Tarama için kullanılan anahtar kelimeler
―bilgisayar‖ kelimesinin Ġngilizce karĢılığı olan ―computer‖ kelimesinin yanına
inĢaat mühendisliği ile ilgili kelimeler eklenerek oluĢturulmuĢtur (―computer
structural engineering‖ ve ―computer hydrology‖ gibi)
UlaĢılan çalıĢmalar inĢaat mühendisliği dallarına göre sınıflandırılarak
sunulmuĢtur. Sınıflandırma sonucu yapı mühendisliği dalında 16 adet,
ulaĢtırma alanında 11 adet, hidrolik alanında 15 adet, mekanik alanında 20
adet, geoteknik alanında 3 adet ve yapım yönetimi alanında 1 adet çalıĢma
olduğu belirlenmiĢtir. Yapım yönetimi alanına ait 1 çalıĢma bulunduğundan
ilgili çalıĢma için ayrı bir baĢlık açılmamıĢ olup Bölüm 3.6‘nın (Diğer
ÇalıĢmalar) ilk paragrafında anlatılmıĢtır. Ek olarak 7 tane de inĢaat
mühendisliğinin tek bir dalına ait olmadığı düĢünülen çalıĢmaya ulaĢılmıĢtır.
Bu çalıĢmalar ―Diğer‖ sınıfına dâhil edilmiĢtir. ―Diğer‖ sınıfındaki bu 7
çalıĢmadan 3 tanesinde mühendislik dallarında bilgisayar kullanımı konusu
incelenmiĢ, 2 tanesinde bilgisayar destekli tasarımın geçmiĢi ve özellikleri
incelenmiĢ ve genel bir rapor sunulmuĢtur. Kalan 2 çalıĢmadan ilki STRUDL
adında bir bilgisayar programını tanıtmaktadır; diğer çalıĢma ise bilgisayar
desteği ile bina tasarımını üzerinedir. ĠnĢaat mühendisliği dallarına göre
ulaĢılan çalıĢmaların dağılımı ġekil 1.2‘de gösterilmiĢtir.
ġekil 1.2: Yapılan ÇalıĢmaların ĠnĢaat Mühendisliği Dallarına Göre Dağılımı
ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠNDE BĠLGĠSAYAR DESTEKLĠ TASARIMIN . . . 113
Sonraki bölüm (Bölüm 2) erken dönem ve bilgisayar destekli tasarım dönemi
hakkında bilgi sunmaktadır ve bu iki dönemi karĢılaĢtırmaktadır. Bölüm 3‘te
inĢaat mühendisliğinde bilgisayar destekli tasarımın ilk evrelerinde yapılmıĢ
çalıĢmaların derlemesi sunulmuĢtur. Son bölümde ise (Bölüm 4) bu çalıĢma
kapsamında elde edilen sonuçlar tartıĢılmıĢtır.
2. Erken Dönemde Tasarım ve Bilgisayar Destekli Tasarım
Erken dönemde çizim aracı olarak kâğıt, kalem, makas ve yapıĢtırıcı gibi insan
gücünü harcayan araçlar kullanıldığı için tasarımın görselleĢtirilmesi için epey
zaman harcanması gerekirdi (ġekil 2.1); çizimlerin yapılabilmesi için büyük
masalar, bu masalar için de gerekli alanın sağlanması gerekliydi. Çizimlerde
yapılan hatalar nedeniyle çoğu zaman çok sayıda sayfa harcanırdı ya da tek bir
sayfada temiz olmayan bir görüntü elde edilirdi. Diğer taraftan, projenin birden
fazla örneği gerektiği durumda da hızlı bir biçimde çoğaltılması oldukça zor
olabilmekteydi. Erken dönem tasarımcıları için hesaplama da en az çizim
kadar güç olmuĢtur. Yoğun ve zor hesaplamalar içeren inĢaat mühendisliği
alanında, ―iĢlem hatası yapmadan bir projelendirme sürecini tamamlamanın
bilgisayar kullanmadan pek mümkün olmadığı‖ kabul gören bir söylemdir.
Erken dönemde yürütülen hesaplama süreçlerinde bir hata ile karĢılaĢıldığında
tüm sürecin ya da sürecin bir kısmının tekrar edilmesi gerekebilmekteydi.
ġekil 2.1: Erken Dönemde ÇalıĢma KoĢulları (Ajmal, 2018)
BDT döneminde yapılan çizimler için kâğıt, kalem gibi araçların yerine
bilgisayarlar kullanılmaktadır. Vektör ve nesne tabanlı BDT yazılımları ile
çizim yapmak için büyük masalar yerine küçük çalıĢma alanları yeterli
olmaktadır. Bilgisayar ile yapılan çizimlerde hatalar kolaylıkla (çoğunlukla tek
tuĢ ile) düzeltilebilir ve böylece hatanın düzeltilmesi için oluĢabilecek ek
masrafların (çalıĢma zamanı ve kağıt gibi) önüne geçilebilir. Revizyon
kolaylığı sağlayan BDT yazılımları aynı zamanda tasarımın çoğaltılmasını da
saniyeler içinde tamamlar. Ayrıca bu yazılımlar ile yapılan tasarımların
114 MÜHENDĠSLĠK BĠLĠMLERĠ ARAġTIRMA VE UYGULAMA
üzerinde oynama yapılamaması ve tasarımcı dıĢındaki kiĢilerin müdahalesine
kapalı olması için ilgili dosyalara eriĢim sınırı konulabilir.
Bilgisayar ile yapılan hesaplamalarda insanın dâhil olmadığı süreçlerde
(kullanılan yazılımda ve/veya donanımda bir problem yoksa) iĢlem hatası
olmaz. Ayrıca, BDT süreçlerinde sayılarda virgülden sonra daha çok basamak
ile hesap yapılabildiğinden daha hassas sonuçlar alınır, buna bağlı olarak hata
payları düĢer. Çizimleri ve hesaplamaları bilgisayar ortamında BDT
yazılım(lar)ı ile gerçekleĢtiren tasarımcı, erken dönem tasarımı ile
karĢılaĢtırıldığında oldukça az efor ve zaman harcamaktadır. BDT süreçlerinin
avantajları ġekil 2.2‘de özetlenmiĢtir.
ġekil 2.2: BDT Süreçlerinin Avantajları
3. Tarihçe
Yapılan literatür taraması sırasında inĢaat mühendisliğinde bilgisayar destekli
tasarım konusunda 1970‘li senelerden sonra yapılan bazı çalıĢmaların
ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠNDE BĠLGĠSAYAR DESTEKLĠ TASARIMIN . . . 115
baĢlığında ve anahtar kelimelerinde bilgisayar (computer) kelimesinin
geçmediği fark edilmiĢtir (Allentuch & Golub, 1971; Clough & Wilson, 1971;
Fenves, 1971; Golub & Allentuch, 1971; Hatfield & Fenves, 1971; Macneal,
1971; Melosh, 1971; Stanton & McGovern, 1971; Venkayya, 1971; Weaver,
Brandow, & Manning, 1971). Diğer taraftan, 1971 yılında Computers &
Structures isimli bilgisayar ve yapı temalı dergi yayın hayatına baĢlamıĢtır. Bu
iki durum o yıllarda (1970‘lerin baĢı) inĢaat mühendisliğinde bilgisayar
kullanımının oldukça yaygınlaĢtığını düĢündürmektedir. Bu nedenle söz edilen
dönemden sonra yapılan çalıĢmaların tarihsel niteliği olmadığı kabul edilerek
bu çalıĢmalar incelenmemiĢtir.
Yayımlanma tarihi dikkate alındığında bulunabilen en eski iki çalıĢma
1952 yılında yayımlanmıĢtır. Galletly statik yükler altında betonarme perde
davranıĢı üzerine bir çalıĢma yayımlamıĢtır. Bu çalıĢmanın detaylı açıklaması
Bölüm 3.2‘de verilmiĢtir. Glover vd. haliçlerdeki gelgitlerin analizlerinin
yapılması konusunda bilgi ve tecrübelerini aktarmıĢlardır. Bu çalıĢma
hakkında detaylar ise Bölüm 3.4‘te verilmiĢtir. Bölüm 3‘te sunulan çalıĢmalar
kronolojik sırayla incelenmiĢtir. Fakat birbiriyle konu bütünlüğü oluĢturacağı
düĢünülen çalıĢmalar art arda açıklanmıĢtır. ġekil 3.1‘de hangi yılda kaç
çalıĢma yayımlandığı ve çalıĢmaların hangi alanlara ait olduğu görülmektedir.
ġekil 3.1: ÇalıĢmaların Alan ve Yıl Dağılımı
116 MÜHENDĠSLĠK BĠLĠMLERĠ ARAġTIRMA VE UYGULAMA
3.1. Mekanik Dalındaki Çalışmalar
Livesley bilgisayar kullanımı ile yapısal analiz ve tasarım yapılması
konusunda bir tez yayımlamıĢtır. ÇalıĢmalarını Eylül 1951 ile Nisan 1954
tarihleri arasında sürdürdüğünü belirtmiĢtir. Statik yükler altında çelik
çerçevelerin doğrusal analizi üzerine matris metodu geliĢtirmiĢtir ve
geliĢtirdiği metodu bilgisayar programı haline getirmiĢtir. Sonrasında, yazdığı
bilgisayar programını yapı elemanlarına eksenel kuvvet gelmesi durumu için
geliĢtirmiĢtir. Yine Livesley, titreĢim problemlerinin çözümü için de bir
bilgisayar programı tasarlamıĢtır. Yazar tarafından ilerleyen zamanlarda iki
adet bilgisayar programı daha tasarlanmıĢtır. Bu tasarlanan programlar
biharmonik denklemlerin çözümü ve kiriĢli kare döĢemelerin analizleri için
kullanılmıĢtır. ÇalıĢtığı tezin son kısımları yapısal tasarım konusunda
bilgisayar kullanım imkânı ve mühendislik problemlerinin çözümünde
bilgisayar kullanımı konusundadır (Livesley, 1954). Maugh vd. sundukları
çalıĢmada Glen Lyn Santrali‘nin (American Electric Power‘e ait 2015 yılında
kapatılan bir elektrik santrali) 325 ft (99,06 metre) uzunluğundaki bacasının
yapısal dinamik davranıĢını incelemiĢlerdir. Yazarlar yapının titreĢim
karakteristikleri üzerine analitik çalıĢma yapmıĢlardır. Nümerik çözümlerin ve
hesaplamaların analog bilgisayarlardan elde edildiğinden bahsetmiĢlerdir
(Maugh, Rumman, & Isada, 1955). Turner vd. kompleks kabuk yapıların
rijitlik katsayılarının hesaplanması üzerinde durmuĢlardır ve yeni bir yöntem
geliĢtirmiĢlerdir. Amaç, sonraki dinamik ve aeroelastik analizler için yeterli
olacak Ģekilde yapısal verileri yeterli doğrulukta değerlendirecek bir yöntem
sağlamaktır (Turner, Clough, Martin, & Topp, 1956). Livesley farklı yükleme
durumlarına maruz kalan çerçeve elemanının en düĢük ağırlıklı geometrik
formunun otomatik olarak belirlenmesi konusunu ele almıĢtır. Yazar konu için
interaktif bir yöntem geliĢtirmiĢ ve bu yöntem için bilgisayar kullanımının
uygun olduğunu belirtmiĢtir. ÇalıĢmasına Manchester Üniversitesi için
geliĢtirilmiĢ bir programın kısa açıklamasını da dâhil etmiĢtir. Programda
yapılan değiĢikliklerle çerçevenin göçme yükünü bulabildiğini belirtmiĢtir
(Livesley, 1956).
Czerniak statikçe belirsiz yapıların o dönemdeki matematiksel iĢlemler
ve mevcut temel mühendislik birikimleri ile bilgisayarlarda kolay analiz
edilebileceğini gösteren bir çalıĢma yayımlamıĢtır. GeliĢtirdiği yöntemi çok
bölmeli üçgen Ģeklinde eğimli ve konik kiriĢli çerçeveleri içeren örneklerle
açıklamıĢtır (Czerniak, 1958). Archer çalıĢmasında bilgisayarları kullanarak
yüksek dereceden hiperstatik yapıların gerilme ve modal analizinin
yapılmasını sağlayabilen bir matris yöntemi geliĢtirmiĢtir. Sunulan yöntemin
inĢaat mühendisliği yapılarının analizi için uygulanması, gerilmeler ve
sehimler için basit bina çerçeve probleminin çözümü için kullanılması
ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠNDE BĠLGĠSAYAR DESTEKLĠ TASARIMIN . . . 117
iĢlemlerinden bahsetmiĢtir (Archer, 1958). Lount 100 düğüm noktasına kadar
olan bina çerçevelerini analiz edebilen bir bilgisayar programı geliĢtirmiĢtir.
Böylece bilgisayar yardımıyla büyük ölçekli problemlerde ardıĢık yaklaĢım
yöntemleri sunulmuĢtur (A. M. Lount, 1959).
Adams ve Morris deprem etkisi altındaki çeĢitli inĢaat mühendisliği
yapılarının simülasyonunu hazırlamıĢlardır (Adams & Morris, 1962). Chan,
rijit çerçevelerin analizi konusunda bir tez sunmuĢtur. Çerçeve elemanların
analizleri IBM-1620 model bilgisayarla Fortran (önceleri FORTRAN) dilinde
yazılan programlarla gerçekleĢtirilmiĢtir (Y.-F. Chan, 1962). Wang rijit
çerçevelerin limit analizleri için bir bilgisayar programı tasarlamıĢtır. Program
bir yük sistemi için yer değiĢtirme yöntemiyle bir dizi elastik analiz
yapmaktadır (Wang, 1963). Monforton ve Wu yarı rijit bağlantılı çerçevelerin
matris analizinin bilgisayar desteği ile yapılabileceğini açıklayan bir çalıĢma
yürütmüĢlerdir. ĠĢlemlerin yüksek hızlı bilgisayarlar tarafından yapıldığını
söylemiĢlerdir (Monforton & Wu, 1963). Levien ve Hartz sundukları
çalıĢmada çerçeve analizi için dinamik esneklik matrisi geliĢtirmiĢler ve
bilgisayarda kodlamasını yapmıĢlardır. Sürekli kiriĢlerin ve çerçevelerin
dinamik tepkisi için bir kuvvet yöntemi yaklaĢımı geliĢtirmiĢlerdir. Doğal
frekansların ve dinamik tepkinin belirlenmesi için gerekli olan tüm denklemler
matris biçiminde geliĢtirilmiĢ ve IBM 709 model bilgisayarda
programlanmıĢtır. Elde ettikleri sayısal sonuçların diğer yöntemlerle elde
edilen sonuçlarla karĢılaĢtırmalarını yapmıĢlardır (Levien & Hartz, 1963).
Goldberg vd. bir dizi kiriĢ probleminin bilgisayar ile çözümü için
kapsamlı bir yöntem sunmuĢlardır. Yöntemlerin statik veya dinamik yükleme
altındaki kiriĢlerin sehim ve gerilmelerinin hesaplanması; burkulma yüklerinin,
doğal frekanslarının ve mod Ģekillerinin belirlenmesi için kullanılabileceğini
belirtmiĢlerdir (Goldberg, Bogdanoff, & Glauz, 1964). Clough vd. büyük ve
çok katlı yapı çerçevelerinin analizi için bir bilgisayar metodu geliĢtirip
sunmuĢlardır (Clough, King, & Wilson, 1965). Tezcan düzlem ve uzay
yapıların analizleri için rijitlik yöntemi üzerinde çalıĢmıĢtır (Tezcan, 1966).
Brooks ve Brotton büyük çerçevelerin doğrusal yapısal analizi için oluĢturulan
denklemleri çözmenin verimli yöntemlerini Gauss eliminasyonunu dikkate
alarak tartıĢmıĢlardır ve bilgisayar kullanarak bu yönteme dayalı çok sayıda
hesaplama varyasyonu geliĢtirmiĢlerdir (Brooks & Brotton, 1967). Lowrey
çalıĢmasında elastik çerçeveli yapıların titreĢimlerinden ortaya çıkan çıktılara
yönelik bilgisayar kullanımını da içeren bir çalıĢma yapmıĢtır (Lowrey, 1968).
Whetstone doğrusal çerçevelerin statik analizi için yapının rijitlik matrisinin
sıfır olmayan alt matrisleriyle ilgilenen, böylece önemsiz aritmetiği ortadan
kaldırarak analiz maliyetlerini düĢüren bir yöntem sunmuĢtur ve bu yöntemin
bilgisayarlarda uygulanmasının üzerinde durmuĢtur (Whetstone, 1969). Emkin
ve Litle çok katlı çelik çerçevelerin plastik analizleri için program
118 MÜHENDĠSLĠK BĠLĠMLERĠ ARAġTIRMA VE UYGULAMA
geliĢtirilmesi üzerine çalıĢmıĢlardır (Emkin & Litle, 1970). Driscoll vd.
tarafından Fortran ile çok katlı çerçevelerin ön tasarımına yardımcı olmak için
bir program geliĢtirilmiĢtir. Program, sekiz açıklık ve 48 kata kadar düzgün
dikdörtgen çerçeveler için kullanılabilirdir. GeliĢtirilen programın çalıĢma
biçimi iki aĢamalıdır. Birinci aĢamada yapının geometrisi ve genel yük
modelleri hakkındaki veriler alınır ve bunlar elemanlar üzerindeki yüklere
çevrilir. Ġkinci aĢamada çerçeve geometrisi ve yapı yükleme durumu alınır.
KiriĢler için gerekli plastik momentler hesaplanır. KiriĢler ve kolonlar için
moment diyagramları hazırlanır (Driscoll, Armacost, & Hansell, 1970). ġekil
3.1.1 mekanik alanında yapılmıĢ çalıĢmaların hangi yıllarda yapıldığını ve kaç
tane olduğunu göstermektedir.
ġekil 3.1.1: Mekanik Alanında YapılmıĢ ÇalıĢmaların Yıllara Göre Dağılımı
3.2. Yapı Mühendisliği Dalındaki Çalışmalar
Galletly statik yükler altında betonarme perdelerin davranıĢı hakkında 10
bölümden oluĢan detaylı bir rapor sunmuĢtur. Yazar masaüstü bilgisayar ile
yaptığı analizlerin zahmetli olduğunu belirtmiĢtir. Sonrasında MIT
(Massachusetts Institute of Technology) içerisindeki Whirlwind adlı yüksek
hızlı bir bilgisayarda 3 hafta zaman ayırarak bir program geliĢtirmiĢtir. Bu
sayede 10-15 saat arasında süren iĢlemlerin, geliĢtirdiği program ile sadece
birkaç dakikaya düĢtüğünü belirtmiĢtir (Galletly, 1952). White sabit yükleme
ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠNDE BĠLGĠSAYAR DESTEKLĠ TASARIMIN . . . 119
altında ve sınırlı sayıda geometrik konfigürasyona sahip simetrik kesitli, üçgen
kiriĢli, tek açıklıklı çelik rijit çerçeveleri analiz etmek için bir yazılım
geliĢtirmiĢtir (White, 1959). Bonasia bilgisayarların yapı mühendisliği
alanındaki uygulamalarının gösterilmesi ve yapısal problemlerin
programlanması için mühendislere kılavuz sağlamayı hedefleyerek bir yazı
kaleme almıĢtır (Bonasia, 1959). Aynı yazar öngerilmeli beton kiriĢlerin
bilgisayarla tasarımı konusunda da çalıĢma yapmıĢtır. ÇalıĢma kiriĢlerin seçimi
ve tasarımını kapsamaktadır (Bonasia, 1961). Beck ve Zar‘ın literatüre
kazandırdığı çalıĢma çok katlı rijit çerçevelerde çelik kolon tasarımlarının
yapılması hakkındadır. Yazarlar simetrik olmayan ve düzensiz çerçevede
eksenel kuvvet ve iki eksenli eğilme momenti altındaki kolonların tasarımının
bilgisayarsız yapılmasının zor olduğunu belirtmiĢlerdir. Kolon tasarımı için
kullandıkları programın açıklamasını sunmuĢlardır. Kolon tasarımında
bilgisayar kullanımı konusundaki avantajlara değinmiĢlerdir (Beck & Zar,
1963). Mauch ve Holley betonarme kolonlarda burkulma analizinin
gerçekleĢtirilmesi için bir bilgisayar programı geliĢtirmiĢlerdir. Betonarme
kolonlar için sünme analizi gerçekleĢtirilmesi için gereken adımları
detaylandırmıĢlardır. ÇalıĢmada, değiĢen malzeme parametrelerinin etkileri ve
sürekli yük altında kolon ömrü konusu tartıĢılmıĢtır (Mauch & Holley, 1963).
Sennett ve Wait tarafından elastik temel problemlerinin çözümü için bir
analog bilgisayar geliĢtirilmiĢtir. Sonuçlar Galerkin yöntemiyle yapılan
yaklaĢık çözümlerle karĢılaĢtırılmıĢtır. Analog bilgisayarda elde edilen
çözümler, yaklaĢık yöntemlerle elde edilenlerle karĢılaĢtırıldığında iyi
seviyede doğruluk sağlamıĢtır (Sennett & Wait, 1965). Hill optimum maliyetle
betonarme bir yapıyı otomatik olarak tasarlayacak olan bir bilgisayar programı
geliĢtirmiĢ ve sunmuĢtur (Hill, 1966). Bathurst çelik binaların tasarım
aĢamalarını sıralamıĢ, ardından bu aĢamalardan bilgisayarlar ile yapılabilenleri
ve bunları yapan program isimlerini sunan bir araĢtırma yapmıĢtır (Bathurst,
1965). Rubinstein ve Karagozian çelik binaların ön boyutlandırması için
doğrusal programlama yaklaĢımı önermiĢlerdir. Tasarım kriteri olarak
çökmeye karĢı güvenlik ve elastik aralıktaki servis yükleri altında yanal yer
değiĢtirmelerin sınırlandırılmasını kullanmıĢlardır (Rubinstein & Karagozian,
1966). Khan vd. tarafından 100 katlı ve yaklaĢık 2.800.000 ft2 taban alanına
sahip bir yapının bir yıl içinde tamamen tasarlanmasını sağlamak amacıyla
büyük ve küçük bilgisayarların koordineli kullanımını sağlamak için ayrıntılı
bir program geliĢtirilmiĢtir (Khan, Iyengar, & Colaco, 1966). Lount ve Smyth
metro gibi yeraltı yapılarda yaygın olarak kullanılan düzlem beton çerçevelerin
tasarımı için geliĢtirilmiĢ özel amaçlı bir bilgisayar programı sunmuĢlardır.
Bilgisayar programındaki özellikler ile benzer tarzdaki yapılarda
karĢılaĢılabilecek problemlerle baĢa çıkılabileceğinden söz etmiĢlerdir.
Program ilk olarak Toronto metrosunda kullanılmak üzere geliĢtirilmiĢtir.
120 MÜHENDĠSLĠK BĠLĠMLERĠ ARAġTIRMA VE UYGULAMA
Sonrasında San Francisco metrosunda kullanılmak üzere geliĢtirilmiĢ ve
değiĢtirilmiĢtir. Sonrasında benzer tarz yapıların tasarımı için genel bir araç
olmuĢtur (Albert M. Lount & Smyth, 1966).
Clough ve Benuska‘nın çalıĢması yüksek binaların doğrusal olmayan
deprem davranıĢı konusundadır. ÇalıĢmada El Centro depreminde kaydedilen
yer hareketlerinin yapılar üzerindeki etkilerini görmek için simülasyonlar
yapılmıĢtır. TitreĢim süreleri, yer değiĢtirme miktarları, süneklik faktörleri ve
akma dayanımındaki değiĢimler gibi birçok parametrenin değerlendirilmesi
yapılmıĢtır (Clough & Benuska, 1967). Bond kolonlar üzerine oturan
betonarme basit dikdörtgen yapıların tasarımı için bir bilgisayar programı
sunmuĢtur. Sunulan program basit bina ve köprü tasarımları yapabilmektedir.
Yazar ayrıca maliyet minimizasyonu için malzeme özellikleri ve geometrik
konfigürasyon üzerine açıklamalar yapmıĢtır (Bond, 1969). Kent tekrarlı yüke
maruz kalan betonarme elemanların elastik olmayan davranıĢı konusunda tez
yayımlamıĢtır. Tez betonarme yapı elemanlarının eğilme davranıĢı üzerine
teorik yöntemlerin geliĢtirilmesi ve geliĢtirilen yöntemlerin doğruluğunun
deneysel olarak test edilmesini kapsamaktadır (Kent, 1969). Goel ve Fenves‘in
çalıĢması bilgisayar destekli yapısal tasarım üzerinedir. Yazarlar yapısal
tasarımın karmaĢıklığının büyük kısmının tasarım kısıtlarının kontrol edilmesi
olduğunu belirtmiĢlerdir. Yaptıkları çalıĢma ile kısıtların bilgisayar destekli
tasarım süreci içine entegre edilmesini hedeflemiĢlerdir (Goel & Fenves,
1969). ġekil 3.2.1 yapı mühendisliği alanında yapılmıĢ çalıĢmaların hangi
yıllarda yapıldığını ve kaç tane olduğunu göstermektedir.
ġekil 3.2.1: Yapı Mühendisliği Alanında YapılmıĢ
ÇalıĢmaların Yıllara Göre Dağılımı
ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠNDE BĠLGĠSAYAR DESTEKLĠ TASARIMIN . . . 121
3.3 Geoteknik Dalındaki Çalışmalar
Scott‘un çalıĢması konsolidasyon problemlerinin çözümü konusundadır. Yazar
problemlerin çözümü için bir analog bilgisayar geliĢtirdiğini belirtmiĢtir. Yazı
hem bilgisayarın tasarımı ve çalıĢması hem de konsolidasyon problemlerinin
bilgisayar ile çözümü konusundadır (Scott, 1957). Horn‘un yayını Ģev
stabilitesi problemlerinin bilgisayar ile çözümleri konusundadır. Yazar, farklı
zemin durumları için Ģev stabilitesi problemlerinin bilgisayar ile sadece birkaç
dakikada çözülebileceğini belirtmiĢtir (Horn, 1960). Christie analog
bilgisayarların inĢaat mühendisliğinde kullanımı konusunda bir yazı
yayımlamıĢtır. Yazı denge bacası ve killi zeminlerde konsolidasyon konusunda
analog bilgisayar kullanımı örnekleri sunmaktadır. Yazar analog
bilgisayarların inĢaat mühendisliği problemleri için iyi doğrulukta ve hızlı
sonuç veren kullanıĢlı bir araç kutusu olduğu sonucuna varmıĢtır (Christie,
1963). ġekil 3.3.1 geoteknik alanında yapılmıĢ çalıĢmaların hangi yıllarda
yapıldığını ve kaç tane olduğunu göstermektedir.
ġekil 3.3.1: Geoteknik Alanında YapılmıĢ
ÇalıĢmaların Yıllara Göre Dağılımı
3.4. Hidrolik Dalındaki Çalışmalar
Glover vd. haliçlerdeki gelgit analizlerinin yapılması konusunda bilgi ve
tecrübelerini aktarmıĢlardır. Üç farklı yöntem ile bu konudaki verilerin analiz
edilebileceğini ve elde edilen sonuçların iyileĢtirilebileceğini yazmıĢlardır. Bu
yöntemlerden bir tanesi bilgisayar kullanımıdır. Bilgisayar ile analiz
yapıldığında sonuçlarda diğer yöntemlere göre daha az hata payları oluĢtuğunu
ve hızlı sonuç elde edilebildiğini belirtmiĢlerdir (Glover, Herbert, & Daum,
1952). Swain ve Riesbol karmaĢık hidroloji problemlerin çözümünü
hızlandırmak için bilgisayarlardan yararlanmıĢlardır. ÇalıĢmada su kaynakları,
su gereksinimleri, su kullanımı, taĢkın hidrolojisi gibi problemlerin çözümü
122 MÜHENDĠSLĠK BĠLĠMLERĠ ARAġTIRMA VE UYGULAMA
için uygulamalar yapılmıĢtır. Sonuçları yüksek doğruluklu olarak zamanın
koĢullarına göre hızlı ve ekonomik olarak elde ettiklerini belirtmiĢlerdir
(Swain & Riesbol, 1959). Rockwood Amerika‘daki Columbia bölgesindeki
havza için akıĢ yönlendirme konusunda çalıĢma gerçekleĢtirmiĢtir.
ÇalıĢmasında bilgisayar kullanarak yeni bir yönlendirme tekniğinin mümkün
olduğunun üzerinde durmuĢtur (Rockwood, 1958). Vemuri ve Dracup yer altı
sularının akıĢının incelenmesinde gerekli olan doğrusal olmayan kısmi
diferansiyel denklemleri çözülebilmek için hibrit bir bilgisayar metodu
geliĢtirmiĢlerdir (Vemuri & Dracup, 1967).
Thomas boru hattı tasarımı konusunda bir çalıĢma yapmıĢtır.
ÇalıĢmasını gaz iletim hatlarının tasarımı için bilgisayarlardan destek alarak
tamamlamıĢtır (Thomas, 1958). Harbeck ve Isherwood yayımlanmıĢ akarsu
akıĢ verilerini analiz etmek ve su kaybı üzerine çalıĢmalarını yürütmek için
bilgisayarlar kullanmıĢlardır (Harbeck & Isherwood, 1959). Foley yeraltı
hidrolojisi konusunda 4 farklı problemin bilgisayarlı çözüm uygulamasını
konu alan bir yazı yayımlamıĢtır. Problemlerden hangilerinin elektronik
hangilerinin analog bilgisayarlı çözüm için daha uygun olduğuyla ilgili
yorumlar paylaĢmıĢtır (Foley, 1960).
Tyson ve Weber‘in çalıĢması yer altı su havzalarının matematiksel
modellenmesi üzerinedir. Modelin geliĢtirilmesi ve testleri için
bilgisayarlardan yararlanılmıĢtır. GeliĢtirilen model havza içerisindeki su
seviyesi yükselmelerini tahmin etmek için kullanılmıĢtır (Tyson & Weber,
1964). Remson vd. yer altı suyu probleminin çözümü konusunda çalıĢma
yapmıĢlardır. Yazarlar yer altı su verilerinin depolanabildiğini ve depolanan
veriler ile bilgisayar kullanılarak akifer performansının incelenebileceğini
belirtmiĢlerdir. Bilgisayar kullanımını da içinde barındıran bir yöntem ile bir
rezervuarın su seviyesi tahmini üzerine çalıĢmıĢlardır (Remson, Appel, &
Webster, 1965). James kentsel yapılaĢmanın taĢkınlar üzerine etkilerini
inceleyen bir çalıĢma kaleme almıĢtır. Su taĢkınları ile değiĢen arazi yapısının
etkilerinin incelenmesi için bilgisayardan yararlanmıĢtır (James, 1965). Riley
ve Chadwick‘in çalıĢmaları nehir havzası problemlerinin bilgisayar destekli
çözüm uygulamalarına yöneliktir. ÇalıĢma içerisinde çok sayıda uygulama
örneği bulundurmaktadır (Riley & Chadwick, 1967).
Singh çift kütle analizinin yapılması amacıyla bilgisayar destekli bir
çalıĢma yapmıĢtır (Singh, 1968). Liao ve Scheidegger sundukları çalıĢmada
hidroloji alanındaki dallanma tipi olayların (doğal nehir oluĢumu gibi
durumlarda su kanallarının ayrılması ve birleĢmesi gibi olaylar)
simülasyonunu geliĢtirmiĢlerdir (Liao & Scheidegger, 1968). Heitner ve
Housner deprem sonucunda oluĢan tsunami tipi dalgaların yayılmasının ve
ilerlemesinin incelenmesi için sonlu eleman formülasyonu sunmuĢlar ve
bilgisayar ile analizini yapmıĢlardır (Heitner & Housner, 1970). Chan ve Street
ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠNDE BĠLGĠSAYAR DESTEKLĠ TASARIMIN . . . 123
su dalgalarının doğrusal olmayan özelliklerinin iki boyutta bilgisayarlı
modellenmesi konusunda çalıĢmıĢlardır (R. K.-C. Chan & Street, 1970). ġekil
3.4.1 hidrolik alanında yapılmıĢ çalıĢmaların hangi yıllarda yapıldığını ve kaç
tane olduğunu göstermektedir.
ġekil 3.4.1: Hidrolik Alanında YapılmıĢ ÇalıĢmaların Yıllara Göre Dağılımı
3.5. Ulaştırma Dalındaki Çalışmalar
Scheffey bilgisayarların köprü tasarımı ve analizinde kullanımını ele almıĢtır.
Yazı o yıllardaki kodlama tekniğindeki son geliĢmeleri, analiz ve optimizasyon
konusunda bilgisayarların mevcut potansiyellerini ele almaktadır (Scheffey,
1957). Looney karayolu köprüleri üzerine bir çalıĢma yayımlamıĢtır. Analizler
Fortran ile programlanarak IBM 704 model bilgisayarda yapılmıĢtır (Looney,
1958). Tung‘un çalıĢmasında köprü ayağı ve rijit çerçevelerin tasarımı için
kullanılabilecek moment dağılımlarının analizi konusunda bilgisayarlı bir
yaklaĢım sunulmuĢtur. Aynı yaklaĢım kullanılarak baĢka yapısal çözümlerin
yapılabileceği hakkında örneklere değinilmiĢtir (Tung, 1958). Briggs vd. ağır
araçların geçiĢinden kaynaklanan karayolu-köprü titreĢiminin büyüklüğünü ve
karakterini tahmin etmek için analitik bir yöntem geliĢtirmiĢlerdir. Yöntemin
doğruluğunu ve sunulan varsayımların geçerliliğini, model köprüler üzerindeki
laboratuvar testleri ile karĢılaĢtırmıĢlardır. GeliĢtirdikleri yöntemlerin sahada
uygulanabilirliği kanıtlamak ve tasarım için gereken koĢulları anlamak için
gerçek yapılarla testler yapmıĢlardır. ÇalıĢma için bilgisayarlardan destek
124 MÜHENDĠSLĠK BĠLĠMLERĠ ARAġTIRMA VE UYGULAMA
almıĢlardır (Briggs, Suer, & Louw, 1959). Hansen vd. o dönemde
kullanılmakta olan tüm hafriyat hesaplamaları sisteminin incelenmesi ve temel
hafriyat miktar hesaplamalarının yapılması için bilgisayardan yararlanmıĢlardır
(Hansen, Cason, & Yeager, 1961).
Sturman vd. karayolu köprüsü tasarımcılarına yardımcı olmak için bir
bilgisayar sistemi geliĢtirmiĢlerdir. Sunulan sisteme kısa açıklıklı köprüler için
veri iĢleme, analiz ve kısmen-tamamen otomatikleĢtirilmiĢ tasarıma yardımcı
komutlar entegre edilmiĢtir (Sturman, Albertson, Cornell, & Roesset, 1966).
Wait sinyalize kavĢaklarda geçmiĢ verileri kullanmıĢ ve araç trafiğinin
kontrolünün sağlanması üzerine bilgisayar destekli bir yaklaĢım sunmuĢtur
(Wait, 1959). Schureman karayolu mühendisliği baĢta olmak üzere
mühendislik problemlerinde bilgisayarların kullanımı hakkında prosedür
sunduğu bir çalıĢma yayımlamıĢtır (Schureman, 1959). Glickstein trafik
simülasyonu üzerine yapılmıĢ geçmiĢ çalıĢmaların derlemesini sunmuĢtur.
Ayrıca çalıĢma yeni bir otoyol trafik akıĢı simülasyonu sunmaktadır
(Glickstein, 1963). Smith gergin eğik askılı köprülerin yük altındaki
davranıĢlarının iki boyutlu analizlerini yapmıĢtır. Analizler için gereken
denklem çözümlerini bilgisayar ile yaptığını belirtmiĢtir (Smith, 1967). West
demiryolu tasarımlarında bilgisayarların kullanılmasının zorluk ve
avantajlarına değinmiĢtir (West, 1969). ġekil 3.5.1 ulaĢtırma alanında yapılmıĢ
çalıĢmaların hangi yıllarda yapıldığını ve kaç tane olduğunu göstermektedir.
ġekil 3.5.1: UlaĢtırma Alanında YapılmıĢ ÇalıĢmaların Yıllara Göre Dağılımı
3.6. Diğer Çalışmalar
Galbreath CPM metodunun (kritik yol yöntemi) uygulanması için bir
bilgisayar programı yazılması üzerinde çalıĢmıĢtır (Galbreath, 1965). Clough
ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠNDE BĠLGĠSAYAR DESTEKLĠ TASARIMIN . . . 125
tarafından yayımlanan çalıĢma bilgisayarların kullanımıyla birlikte değiĢen
piyasaya yönelik bir değerlendirme üzerinedir (Clough, 1958).
Livesley‘in yayınında inĢaat mühendisliği uygulamalarının o dönemdeki ve
gelecekteki olası kullanımlarına atıfta bulunularak bilgisayarların geliĢtirilmesi
açıklanmaktadır. ĠnĢaat mühendisliğiyle alakalı 3 uygulama ayrıntılarıyla
tartıĢılmıĢ ve genel sonuçların çıkarılabileceği örnekler dahil edilmiĢtir
(Livesley, 1960). Fisher‘in yazısında, modern bilgisayarların mühendislik
mesleğinde oldukça önemli bir etkiye sahip olduğu ve mühendislik okullarında
da modern bilgisayarların üstünde durulduğundan bahsedilmiĢtir. Ayrıca
bilgisayarların müfredat, araĢtırma ve mühendislik kavramları arasındaki
iliĢkilere etkisi incelenmiĢtir (Fisher, 1960).
Logcher ve Struman mühendislik kararlarının daha hızlı alınması ve
hesaplamaların yapılabilmesi amacıyla STRUDL isimli bir bilgisayar programı
oluĢturmuĢlardır. OluĢturulan program veri iĢleme, çeĢitli analizlerin
yapılması, tasarım ve süreç kontrolü yapılmasını sağlayan iĢlevlere sahiptir
(Logcher & Struman, 1966). Ross ve Ward MIT‘nin bilgisayar destekli tasarım
ile ilgili tüm faaliyetlerini inceleyen bir rapor sunmuĢlardır (Ross & Ward,
1967). Teague ve Hershdorfer bilgisayar destekli bina tasarımı araĢtırmaları
için bir bilgisayar sisteminin pilot versiyonundan bahsetmiĢlerdir. Bahsedilen
sistem pratik bir tasarım yazılımı olmamakla beraber bina modelleme
problemlerini incelemek için bir araçtır (Teague & Hershdorfer, 1968).
Allwood mühendislerin bir kısmının bilgisayarları neden kullanmayı tercih
etmediklerini ve bu konudaki bazı zorlukları dile getirmiĢtir. Aynı zamanda
yapı ve ulaĢtırma alanındaki bazı baĢarılı uygulamaları açıklamıĢtır (Allwood,
1970). ġekil 3.6.1 yapım yönetimi alanında yapılan çalıĢmanın yayımlandığı
yılı göstermektedir. Ayrıca ―Diğer‖ baĢlığı altında sınıflandırılmıĢ çalıĢmaların
hangi yıllarda yapıldığını ve kaç tane olduğunu göstermektedir.
ġekil 3.6.1: Yapım Yönetimi ve ―Diğer‖ BaĢlığı Altında
SınıflandırılmıĢ ÇalıĢmaların Yıllara Göre Dağılımı
126 MÜHENDĠSLĠK BĠLĠMLERĠ ARAġTIRMA VE UYGULAMA
4. Sonuç
Çok sayıda anahtar kelime ile farklı veri tabanlarında yapılan tarama
sonucunda inĢaat mühendisliğinde bilgisayar destekli tasarım konusunda tarihi
niteliği olduğu düĢünülen 73 çalıĢmaya ulaĢılmıĢtır. Bu çalıĢmalar ait oldukları
dallara göre sınıflandırılarak birkaç cümle ile özetlenmiĢtir. UlaĢılan dikkat
çekici sonuçlar aĢağıda maddeler halinde verilmiĢtir.
UlaĢılan en eski çalıĢmalar 1952 yılına aittir. Bu yılda biri yapı
mühendisliği dalında biri hidrolik dalında olan iki farklı çalıĢma
yayımlanmıĢtır.
ÇalıĢmaların yaklaĢık %27‘si (20) mekanik, %22‘si (16) yapı, %21‘i
(15) hidrolik, %15‘i (11) ulaĢtırma, %4‘ü (3) geoteknik ve %1‘i (1)
yapım yönetimi dallarındadır. ÇalıĢmalardan %10‘u (7) ―Diğer‖ (tek bir
dal altında sınıflandırılamayan çalıĢmalar) sınıfındadır. ĠnĢaat
mühendisliğinde bilgisayar desteğinin ilk kullanılmaya baĢlandığı
zamanlarda bilgisayar destekli çalıĢmalar en çok mekanik dalında
gerçekleĢtirilmiĢtir. Yapım yönetimi dalı ise en az (bilgisayar desteği
ile) çalıĢma yapılan dal olmuĢtur.
ĠnĢaat mühendisliğinde bilgisayar kullanımının 1970‘lerde yaygınlaĢtığı
düĢünülmektedir. Bunun nedenlerinden biri 1971‘de Computers &
Structures isimli bilgisayar ve yapı temalı derginin yayın hayatına
baĢlamıĢ olmasıdır. Diğeri 1970‘lerden sonra yayımlanan yazıların bir
kısmında baĢlıkta ve anahtar kelimelerde bilgisayar kelimesi geçmediği
halde çalıĢmanın bilgisayar ile yapıldığının fark edilmesidir.
ĠnĢaat mühendisliğindeki tasarım uygulamaları erken dönemde insan gücünün
sınırlarını zorlamakta iken bilgisayar desteğinin kullanılmaya baĢlanması ile
daha konforlu tasarım süreçleri ve sonuçlar ortaya çıkmıĢtır. Mühendisler
bilgisayar ve yazılım teknolojisinin geliĢimi ile daha hızlı ve güvenilir
çözümler elde etmiĢlerdir. Bilgisayar desteğinin mühendislikte kullanılmaya
baĢlandığı ilk zamanlar ortaya çıkan bilgi birikimi günümüzde kullanılan
yazılımların doğmasına öncülük etmiĢtir. Bu nedenle ilk çalıĢmalar
günümüzdeki ilerleme seviyesinin anlaĢılmasında önem teĢkil etmektedir.
Kaynakça
Adams, K. M., & Morris, R. A. (1962). An Analogue Computer for the Simulation
of the Behaviour of Structures During Earthquakes. Journal of Electronics
and Control, 12(2), 143–176. https://doi.org/10.1080/00207216208937374
Ajmal, A. (2018). These Images Show How People Used To Work Before
AutoCAD. 19 Ocak 2022 tarihinde, EriĢim adresi
ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠNDE BĠLGĠSAYAR DESTEKLĠ TASARIMIN . . . 127
https://wonderfulengineering.com/these-images-show-how-people-used-
to-work-before-autocad-era/
Allentuch, A., & Golub, E. (1971). Design Program for Rings of Non-Uniform
Thickness. Computers and Structures, 1(1–2), 131–155.
https://doi.org/10.1016/0045-7949(71)90008-3
Allwood, R. J. (1970). Computers and the Civil Engineer. International
Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 1(1),
99–103. https://doi.org/10.1080/0020739700010111
Archer, J. S. (1958). Digital Computation for Stiffness Matrix Analysis. Journal of
the Structural Division, 84(6). https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000284
Bathurst, L. L. (1965). Automated building design. DAC ’65: Proceedings of the
SHARE Design Automation Project. https://doi.org/10.1145/800266.810770
Beck, C. F., & Zar, M. (1963). Steel Column Design for Multistory Rigid
Frames. Journal of the Structural Division, 89(4), 537–556.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000957
Bonasia, J. J. (1959). Use of the Electronic Computer to Solve Structural
Problems.
Bonasia, J. J. (1961). Design of Prestressed Concrete Beams by Computer.
Transactions of the American Society of Civil Engineers, 126(2), 901–
927. https://doi.org/10.1061/TACEAT.0008177
Bond, D. (1969). A Computer Program for Studying the Design of Reinforced
Concrete Structures Supported On Columns. Proceedings of the Institution
of Civil Engineers, 43(2), 195–216. https://doi.org/10.1680/iicep.1969.7382
Briggs, J. M., Suer, H. S., & Louw, J. M. (1959). Vibration of Simple-Span
Highway Bridges. Transactions of the American Society of Civil
Engineers, 124(1), 291–318. https://doi.org/10.1061/TACEAT.0007660
Brooks, D. F., & Brotton, D. M. (1967). Computer System for Analysis of
Large Frameworks. Journal of the Structural Division, 93(6), 1–24.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0001818
Chan, R. K.-C., Street, R. L., & Fromm, J. E. (1970). The Digital Simulation of
Water Waves -- An Evaluation of SUMMAC.
Chan, Y.-F. (1962). The Analysis of Rigid Frames by Electronic Computer.
Christie, I. F. (1963). The Use of Analogue Computers for Civil Engineering
Problems. Proceedings of the Institution of Civil Engineers, 25(3), 267–
286. https://doi.org/10.1680/iicep.1963.10590
Clough, R. W. (1958). Use of Modern Computers in Structural Analysis. Journal
of the Structural Division, 84(3). https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000231
Clough, R. W., & Benuska, K. L. (1967). Nonlinear Earthquake Behavior of
Tall Buildings. Journal of the Engineering Mechanics Division, 93(3),
129–146. https://doi.org/10.1061/JMCEA3.0000855
Clough, R. W., King, I. P., & Wilson, E. L. (1965). Closure to ―Structural
128 MÜHENDĠSLĠK BĠLĠMLERĠ ARAġTIRMA VE UYGULAMA
Analysis of multistory Buildings.‖ Journal of the Structural Division,
91(4). https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0001296
Clough, R. W., & Wilson, E. L. (1971). Dynamic Finite Element Analysis of
Arbitrary Thin Shells. American Concrete Institute, ACI Special
Publication, 1(1–2), 33–56.
Czerniak, E. (1958). Rigid Frame Analysis with the Aid of Digital Computers.
Journal of the Structural Division, 84(3).
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000236
Driscoll, G. C., Armacost, J. O., & Hansell, W. C. (1970). Plastic Design of
Multistory Frames by Computer. Journal of the Structural Division,
96(1), 17–33. https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0002491
Emkin, L. Z., & Litle, W. A. (1970). Plastic Design of Multistory Steel Frames
by Computer. Journal of the Structural Division, 96(11), 2373–2388.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0002748
Fenves, S. J. (1971). Truss Analysis by Method of Joints. Computers &
Structures, 1(1–2), 347–359.
Fisher, G. P. (1960). The Impact of Computers on Engineering Education.
Journal of the Structural Division, 86(4), 1–9.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000492
Foley, J. (1960). Computer Applications in Groundwater Hydrology. Journal
of the Irrigation and Drainage Division, 86(3), 83–99.
https://doi.org/10.1061/JRCEA4.0000157
Galbreath, R. V. (1965). Computer Program for Leveling Resource Usage.
Journal of the Construction Division, 91(1), 107–124.
https://doi.org/10.1061/JCCEAZ.0000122
Galletly, G. D. (1952). Behavior of Reinforced Concrete Shear Walls Under
Static Load. EriĢildi https://hdl.handle.net/11681/8921
Glickstein, A. (1963). Analytical Methods in Transportation: Digital
Simulation of Traffic. Journal of the Engineering Mechanics Division,
89(6), 1–13. https://doi.org/10.1061/JMCEA3.0000429
Glover, R. E., Herbert, D. J., & Daum, C. R. (1952). Solution of an Hydraulic
Problem by Analog Computor.
Goel, S. K., & Fenves, S. J. (1969). Computer-Aided Processing of Design
Specifications. Journal of the Structural Division, 97(1), 463–479.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0002808
Goldberg, J. E., Bogdanoff, J. L., & Glauz, W. D. (1964). General Computer
Analysis of Beams. Journal of the Engineering Mechanics Division,
90(3), 135–146. https://doi.org/10.1061/JMCEA3.0000484
Golub, E., & Allentuch, A. (1971). Design Program for Short Ring-Reinforced
Oval Cylinder. Computers and Structures, 1(3), 435–464.
https://doi.org/10.1016/0045-7949(71)90023-X
ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠNDE BĠLGĠSAYAR DESTEKLĠ TASARIMIN . . . 129
Hansen, R. J., Cason, S. R., & Yeager, P. (1961). Earthwork Computations on
Electronic Computers. Journal of the Highway Division, 87(1), 21–54.
https://doi.org/10.1061/JHCEA2.0000134
Harbeck, G. E., & Isherwood, W. L. (1959). Digital Computers for Water
Resources Investigations. Journal of the Hydraulics Division, 85(11),
31–38. https://doi.org/10.1061/JYCEAJ.0000377
Hatfield, F. J., & Fenves, S. J. (1971). The Information Organizer: A System
for Symbolic Data Manipulation. Computers & Structures, 1(1–2), 85–
102.
Heitner, K. L., & Housner, G. W. (1970). Numerical Model for Tsunami Run-
Up. Journal of the Waterways, Harbors and Coastal Engineering
Division, 96(3), 701–719. https://doi.org/10.1061/AWHCAR.0000039
Hill, L. A. (1966). Automated Optimum Cost Building Design. Journal of the
Structural Division, 92(6), 247–263.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0001553
Horn, J. A. (1960). Computer Analysis of Slope Stability. Journal of the Soil
Mechanics and Foundations Division, 86(3), 1–17.
https://doi.org/10.1061/JSFEAQ.0000266
James, L. D. (1965). Using a Digital Computer to Estimate the Effects of
Urban Development on Flood Peaks. Water Resources Research, 1(2),
223–234. https://doi.org/10.1029/WR001i002p00223
Kent, D. C. (1969). Inelastic behavior of reinforced concrete members with
cyclic loading. University of Canterbury.
Khan, F. R., Iyengar, S. H., & Colaco, J. P. (1966). Computer Design of 100-
Story John Hancock Center. Journal of the Structural Division, 92(6),
55–73. https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0001570
Levien, K. W., & Hartz, B. J. (1963). Dynamic Flexibility Matrix Analysis of
Frames. Journal of the Structural Division, 89(4), 515–536.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000955
Liao, K. H., & Scheidegger, A. E. (1968). A Computer Model for Some
Branching-Type Phenomena in Hydrology. International Association of
Scientific Hydrology. Bulletin, 13(1), 5–13.
https://doi.org/10.1080/02626666809493561
Livesley, R. K. (1954). The Application of an Electronic Computer to
Problems of Structural Analysis and Design and Some Notes on the
Mathematical Theory of a Loaded Elastic Plate Resting on an Elastic
Foundation. https://doi.org/10.1093/qjmam/6.1.32
Livesley, R. K. (1956). The Automatic Design of Structural Frames. The
Quarterly Journal of Mechanics and Applied Mathematics, 9(3), 257–
278. https://doi.org/10.1093/qjmam/9.3.257
Livesley, R. K. (1960). The Place of Digital Computers in Civil Engineering.
130 MÜHENDĠSLĠK BĠLĠMLERĠ ARAġTIRMA VE UYGULAMA
Proceedings of the Institution of Civil Engineers, 15(1), 15–34.
https://doi.org/10.1680/iicep.1960.11916
Logcher, R. D., & Struman, G. M. (1966). STRUDL—A Computer System for
Structural Design. Journal of the Structural Division, 92(6), 191–211.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0001550
Looney, C. T. G. (1958). High-Speed Computer Applied to Bridge Impact.
Journal of the Structural Division, 84(5).
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000279
Lount, A. M. (1959). Computer Design of Multistory Frame Building. Journal
of the Structural Division, 85(10), 75–116.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000464
Lount, Albert M., & Smyth, W. F. (1966). Computer Analysis of Underground
Frames. Journal of the Structural Division, 92(6), 93–116.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0001572
Lowrey, M. J. (1968). An Assessment of Methods for the Free-Vibration
Analysis of Elastic Framed Structures. Wollongong University College
Bulletin. EriĢildi http://ro.uow.edu.au/wucbull/10
Macneal, R. H. (1971). A Hybrid Method of Component Mode Synthesis.
Computers and Structures, 1(4), 581–601.
Mauch, S., & Holley, M. J. (1963). Creep Buckling of Reinforced Concrete
Columns. Journal of the Structural Division, 89(4), 451–481.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000953
Maugh, L. C., Rumman, W. S., & Isada, N. M. (1955). Structural Behavior of
the 325-FT Steel Stack for Unit No. 6 - Glen Lyn Plant.
Melosh, R. J. (1971). The Optimum Approach to Analysis of Elastic Continua.
Computers and Structures, 1(1–2), 241–263.
https://doi.org/10.1016/0045-7949(71)90012-5
Monforton, G. R., & Wu, T. S. (1963). Matrix Analysis of Semi-Rigidly
Connected Frames. Journal of the Structural Division, 89(6), 13–42.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000997
Remson, I., Appel, C. A., & Webster, R. A. (1965). Ground-Water Models
Solved by Digital Computer. Journal of the Hydraulics Division, 91(3),
133–147. https://doi.org/10.1061/JYCEAJ.0001234
Riley, J. P., & Chadwick, D. G. (1967). Application of an Electronic Analog
Computer to the Problems of River Basin Hydrology.
Rockwood, D. M. (1958). Columbia Basin Streamflow Routing by Computer.
Journal of the Waterways and Harbors Division, 84(5).
https://doi.org/10.1061/JWHEAU.0000100
Ross, D. T., & Ward, J. E. (1967). Investigations in Computer-Aided Design
for Numerically Controlled Production. EriĢildi
http://hdl.handle.net/1721.1/755
ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠNDE BĠLGĠSAYAR DESTEKLĠ TASARIMIN . . . 131
Rubinstein, M. F., & Karagozian, J. (1966). Building Design Using Linear
Programming. Journal of the Structural Division, 92(6), 223–245.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0001552
Scheffey, C. F. (1957). Application of Digital Computers to Bridge Design.
Journal of the Structural Division, 83(4).
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000127
Schureman, L. R. (1959). The Electronic Computer in Highway Engineering.
Journal of the Highway Division, 85(3), 37–61.
https://doi.org/10.1061/JHCEA2.0000095
Scott, R. F. (1957). An Hydraulic Analogue Computer for Studying Diffusion
Problems in Soil. Géotechnique, 7(2), 55–72.
https://doi.org/10.1680/geot.1957.7.2.55
Sennett, R. E., & Wait, J. (1965). Analog Computer Analysis of Static Beams.
Journal of the Engineering Mechanics Division, 91(2), 47–62.
https://doi.org/10.1061/JMCEA3.0000603
Singh, R. (1968). Double-Mass Analysis on the Computer. Journal of the
Hydraulics Division, 94(1), 139–142.
https://doi.org/10.1061/JYCEAJ.0001740
Smith, B. S. (1967). The Single Plane Cable-Stated Girder Bridge: A Method of
Analysis Suitable for Computer Use. Proceedings of the Institution of Civil
Engineers, 37(1), 183–194. https://doi.org/10.1680/iicep.1967.8445
Stanton, E. L., & McGovern, D. J. (1971). The Application of Gradient
Minimization Methods and Higher Order Discrete Elements to Shell
Buckling and Vibration Eigenproblems. Computers and Structures, 1(3),
413–434. https://doi.org/10.1016/0045-7949(71)90022-8
Sturman, G. M., Albertson, L. C., Cornell, C. A., & Roesset, J. M. (1966).
Computer-Aided Bridge Design. Journal of the Structural Division,
92(6), 141–165. https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0001547
Swain, F. E., & Riesbol, H. S. (1959). Electronic Computers Used for
Hydrologic Problems. Journal of the Hydraulics Division, 85(11), 21–
29. https://doi.org/10.1061/JYCEAJ.0000376
Teague, L. C., & Hershdorfer, A. M. (1968). Build–An Integrated System for
Building Design. Journal of the Structural Division, 94(4), 983–994.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0001943
Tezcan, S. S. (1966). Computer Analysis of Plane and Space Structures.
Journal of the Structural Division, 92(2), 143–174.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0001417
Thomas, H. E. (1958). Digital Computers Applied To Pipeline Design. Journal of
the Pipeline Division, 84(1). https://doi.org/10.1061/JPLEAZ.0000013
Tung, C. P. C. (1958). Design of Pier Bent and Rigid Frame by a Computer.
Journal of the Structural Division, 84(7).
132 MÜHENDĠSLĠK BĠLĠMLERĠ ARAġTIRMA VE UYGULAMA
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000298
Turner, M. J., Clough, R. W., Martin, H. C., & Topp, L. J. (1956). Stiffness
and Deflection Analysis of Complex Structures. Journal of the
Aeronautical Sciences, 23(9), 805–823. https://doi.org/10.2514/8.3664
Tyson, H. N., & Weber, E. M. (1964). Ground-Water Management for the
Nation‘s Future—Computer Simulation of Ground-Water Basins.
Journal of the Hydraulics Division, 90(4), 59–77.
https://doi.org/10.1061/JYCEAJ.0001093
Vemuri, V., & Dracup, J. A. (1967). Analysis of Nonlinearities in Ground
Water Hydrology: A Hybrid Computer Approach. Water Resources
Research, 3(4), 1047–1058. https://doi.org/10.1029/WR003i004p01047
Venkayya, V. B. (1971). Design of Optimum Structures. Computers and
Structures, 1(1–2), 265–309. https://doi.org/10.1016/0045-
7949(71)90013-7
Wait, J. V. (1959). A Study of the Application of Digital Computers for
Controlling Vehicle Traffic at a signalized Intersection.
Wang, C.-K. (1963). General Computer Program for Limit Analysis. Journal
of the Structural Division, 89(6), 101–117.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000994
Weaver, W., Brandow, G. E., & Manning, T. A. (1971). Tier Buildings with
Shear Cores, Bracing, and Setbacks. Computers and Structures, 1(1–2),
57–83. https://doi.org/10.1016/0045-7949(71)90005-8
West, P. E. (1969). Computers in the design of railway structures. Computer-
Aided Design, 1(4), 25–33. https://doi.org/10.1016/S0010-
4485(69)80056-4
Whetstone, W. D. (1969). Computer Analysis of large Linear Frames. Journal
of the Structural Division, 95(11), 2401–2418.
https://doi.org/10.1061/jsdeag.0002396
White, A. (1959). Analysis of Rigid Frames by Electronic Computation.
Journal of the Structural Division, 85(9), 65–77.
https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000448