Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/258040
Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Otimização por algoritmos genéticos de pilares esbeltos de concreto armado submetidos à flexão oblíqua
Title Alternative: Optimization of slender reinforced concrete columns under biaxial bending
Author: Pires, Susana de Lima, 1973-
Advisor: Silva, Maria Cecília Amorim Teixeira da, 1955-
Abstract: Resumo: Neste trabalho foi desenvolvida uma ferramenta para otimização da seção transversal (área de concreto, e área e distribuição de armadura) de pilares de concreto armado, submetidos à flexão oblíqua considerando as não linearidades física e geométrica de maneira rigorosa. A motivação para este trabalho se deu a partir da constatação de que a imposição, pelo projetista, de variáveis (normalmente, a base e a altura da seção de concreto, e a distribuição das barras de aço) no dimensionamento de seções de concreto armado, nem sempre leva à seção mais econômica. Dessa forma, foi produzido um procedimento sistematizado que escolhe, dentro de uma gama de possíveis soluções, o pilar que melhor atende os quesitos de segurança, de economia e normativos. Para resolver a questão da otimização foi utilizada a técnica dos Algoritmos Genéticos, por meio da qual é possível encontrar as melhores dimensões da seção e distribuição de armadura de forma que o custo do pilar, sujeito a determinadas restrições de resistência, de estabilidade, de exequibilidade e normativas, seja minimizado. A verificação da resistência das seções de concreto armado submetidas à flexão obliqua envolve uma série de integrais de superfície que são resolvidas numericamente transformando-as em integrais de linha através da aplicação do teorema de Green. O Método dos Elementos Finitos é utilizado no cálculo dos deslocamentos, e as não linearidades física e geométrica são introduzidas por meio de um processo iterativo. Um programa computacional foi desenvolvido a partir do procedimento numérico proposto. Para verificar a eficiência da técnica de otimização empregada, foi criado um programa computacional de apoio que calcula todas as possíveis seções transversais de concreto armado contidas no espaço de busca, e escolhe aquela seção que, atendendo a todas as restrições, apresenta o menor custo. A análise se aplica a pilares de seção transversal retangular, constante e com distribuição simétrica de armadura. Nos resultados apresentados observa-se que as soluções, no processamento dos programas utilizando AGs, convergem sempre para uma solução ótima ou na vizinhança da solução ótima

Abstract: In this paper we develop a tool to optimize the cross section (cross section dimensions, reinforcement bar sizes and bar arrangements) of reinforced concrete columns under biaxial bending, carefully considering material and geometric nonlinearity. The motivation for this work was made from the finding that the imposition by the designer of variables (usually the base and the height of the concrete section, and the distribution of the steel bars) in the design of reinforced concrete sections, does not always lead to the (most economic) cheapest section. Thus, we produced a systematic procedure to choose, within a range of possible solutions, the column that best fulfills the requirements of security, economy and regulation. To resolve the issue of optimization we used the technique of Genetic Algorithm (GA), by which it is possible to find the best distribution and dimensions of the section of reinforcement, so that the cost of the column may be minimized, subject to certain restrictions of strength, stability, constructability and regulation. Verification of the strength of reinforced concrete sections subjected to biaxial bending involves a series of surface integrals that are solved numerically, transforming them into line integrals through the application of Green's Theorem. The Finite Element Method is used to calculate the displacements, and the material and geometric nonlinearity are introduced by means of an iterative process. A computer program was developed from the proposed numerical procedure. In order to verify the efficiency of the optimization technique employed, a supporting computer program was created that calculates all the possible cross-sections of reinforced concrete contained in the search space and chooses the one section that, given all the constraints, has the lowest cost. The procedure applies to the columns of a rectangular and consistent cross section with a symmetrical configuration of reinforcement. In the presented results, it is observed that the solutions in the processing of programs using GAs, always converge to an optimal solution or in the vicinity of the optimal solution
Subject: Colunas
Flexão (Engenharia civil)
Concreto armado
Otimização
Algoritmos genéticos
Editor: [s.n.]
Citation: PIRES, Susana de Lima. Otimização por algoritmos genéticos de pilares esbeltos de concreto armado submetidos à flexão oblíqua. 2014. 167 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/258040>. Acesso em: 26 ago. 2018.
Date Issue: 2014
Appears in Collections:FEC - Tese e Dissertação

Files in This Item:
File SizeFormat 
Pires_SusanadeLima_D.pdf5.96 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.