Halina dos Santos Salles

Título

PROJETO ÓTIMO DE UM PÓRTICO TRIDIMENSIONAL DE CONCRETO ARMADO UTILIZANDO ALGORITMOS GENÉTICOS

Orientador(es)

Franciane Conceição Peters

Resumo

No projeto de edificações, com o avanço da computação que permite análises em menor tempo, passa-se a buscar soluções otimizadas e de menor custo. Neste contexto, os projetistas almejam um projeto melhor e seguro referente a diversos aspectos estruturais, além da redução dos custos dos insumos. Os métodos de otimização podem ser utilizados neste intuito sem comprometer a segurança estrutural. Desse modo, o procedimento aplicado neste estudo visa otimizar as dimensões da seção transversal e armadura de um pórtico tridimensional de concreto armado utilizando um Algoritmo Genético (AG), a fim de obter projetos de custo mínimo. Para isso, foram realizadas aplicações numéricas, análise de parâmetros do AG e uma avaliação da variação de preços dos materiais do pórtico. A construção do modelo computacional é realizada no programa ANSYS, onde são aplicadas técnicas de discretização, via método dos elementos finitos, para a análise e obtenção dos esforços e deformações na estrutura. Um AG foi desenvolvido para o estudo, contendo também as especificações para o dimensionamento das armaduras dos elementos estruturais, incorporando diversas restrições para a solução. A função objetivo é formada pelos custos de concreto, forma e aço e será minimizada, sujeita a restrições da NBR 6118:2014 (Projeto de Estruturas de Concreto - Procedimento). Os resultados obtidos mostram que o procedimento proposto pode ser usado como uma ferramenta a mais para auxiliar o engenheiro no ambiente de projeto.

Abstract

In building design, with the development of computing that allows analysis in a shorter time, it is possible to search for optimized and lower cost solutions. In this context, the designers aim a better and safer project, regarding several structural aspects, besides the reduction of the costs of the materials. Optimization methods can be used for this purpose without compromising structural safety. Thus, the procedure applied in this study aims to optimize the dimensions of the cross-section and reinforcement of a reinforced concrete 3D frames using Genetic Algorithm (GA), in order to obtain projects of minimum cost. For this, numerical applications, GA parameter analysis and evaluation of the price variation of the frame materials were performed. The construction of the computational model is performed in the ANSYS software, where discretization techniques are applied, through the finite element method, to analyze and obtain the stresses and deformations of the structure. A GA was developed for the study, also containing the specifications for the dimensioning of the reinforcement of the structural elements, incorporating several restrictions for the solution. The objective function is formed by the costs of concrete, formwork and steel and will be minimized, according to the restrictions of NBR 6118:2014 (Concrete Structures Project - Procedure). The results show that the proposed procedure can be used as an additional tool to assist the engineer in building design.

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