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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Influência da presença da fundação na otimização topológica de estruturas estaqueadas : Influence of the foundation on the topology optimization of piled structures
Title Alternative: Influence of the foundation on the topology optimization of piled structures
Author: Tavares, Emanuel Soares, 1987-
Advisor: Labaki, Josué, 1982-
Abstract: Resumo: Essa dissertação apresenta o estudo de estratégias de otimização topológica para os problemas de interação dinâmica entre solo e estrutura. O objetivo é entender a influência da presença de um grupo de estacas na forma final otimizada de uma estrutura estaqueada. A estrutura estaqueada é modelada usando o método clássico de elementos finitos para o caso tridimensional. O grupo de estacas que suportam a estrutura é modelado através do método da matriz de impedância. O solo é definido como um meio isotrópico, viscoelástico e dividido em camadas, enquanto que as estacas são definidas como corpos isotrópicos elásticos. O acoplamento entre a estrutura e a fundação é obtido através da compatibilidade cinemática e equilíbrio nos nós discretizados da estrutura que conectam a mesma à extremidade superior das estacas. O sistema é então submetido a cargas estáticas externas. O método de otimização topológica utilizado é o de otimização estrutural evolucionária bidirecional (BESO), no qual elementos da malha discretizada da estrutura são incluídos ou removidos com o objetivo de encontrar uma topologia ótima. A função objetivo que se deseja maximizar nesse trabalho é a rigidez da estrutura. Os resultados obtidos comparam as topologias encontradas utilizando suportes rígidos e considerando a flexibilidade do solo e das estacas. Foi investigado também a influência da variação das propriedades do solo na rigidez final da estrutura

Abstract: This dissertation studies the behavior of a structural optimization scheme when applied in soil-structure interaction problems. The main objective is to grasp the influence that a piled type foundation may have on an optimal structure topology. The structure to be studied is discretized using classical three-dimensional finite elements. The pile group response is obtained using the impedance matrix method. The soil medium is layered, isotropic and viscoelastic, while the piles are represented as elastic isotropic bodies with fully bonded contact with the soil in all their interfaces. A coupling method involving direct kinematic compatibility and equilibrium in the common nodes between the structure and the pile foundation is used. The system is considered to be under arbitrary static external loads. The topology optimization procedure used in this investigation is the bidirectional evolutionary structural optimization method (BESO), in which elements of the mesh of the structure are included or removed in order to achieve a certain optimal topology. The aim of the optimization is to maximize the stiffness of the structure. The results compare the difference between the optimized layouts in the case in which the structure has rigid supports as boundary condition, and the case in which the load of the structure is transmitted to the soil through the piles. The influence of the variation of soil parameters on the final stiffness of the structure is also investigated
Subject: Otimização topológica
Interação solo-estrutura
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: TAVARES, Emanuel Soares. Influência da presença da fundação na otimização topológica de estruturas estaqueadas: Influence of the foundation on the topology optimization of piled structures. 2020. 1 recurso online (53 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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