Dimensionamento otimizado de vigas mistas aço-concreto.
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Date
2018
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Abstract
As seções mistas aço-concreto estão cada vez mais sendo utilizadas nas obras de engenharia
civil, tanto no cenário mundial quanto no Brasil. O trabalho conjunto do perfil de aço e da laje
de concreto aumenta consideravelmente o desempenho do elemento estrutural misto devido ao
aproveitamento das vantagens de cada material. Nesse trabalho, é utilizado um elemento de
barra em conjunto com um elemento de interface para análise não linear de vigas mistas açoconcreto
com interação parcial. O objetivo é montar um algoritmo que utilize essas ferramentas
de análise para dimensionar vigas mistas aço-concreto buscando um projeto otimizado em
termos de gastos dos materiais. Definido os vãos, apoios, carregamentos para verificação última
e de serviço, para a viga analisada, um algoritmo de otimização é utilizado para definir as
dimensões da seção transversal retangular da laje de concreto e do perfil de aço do tipo I e a
quantidade e diâmetro das barras de reforço da laje de concreto, de forma que, a quantidade
desses materiais sejam as mínimas necessárias para resistirem aos esforços solicitantes e
garantirem a segurança estrutural, considerando os estados limites último e de serviço. As
restrições de projeto são aquelas definidas em normas referentes ao dimensionamento de
elementos lineares de concreto, aço ou misto, assim como restrições laterais referentes às
dimensões limites das peças e do tamanho do passo do algoritmo de otimização não linear. A
função objetivo é definida como sendo o custo por metro linear da viga mista, obtida a partir
do custo de cada material, aço, concreto e armadura. No processo de otimização é utilizado o
método iterativo de programação linear sequencial, no qual o problema não linear de definição
das variáveis de projeto que atenda a todas as restrições de projeto é aproximado por uma
sequência de problemas lineares, que tem seu ponto ótimo definido a cada passo com a
utilização do método Simplex. Exemplos de vigas mistas para as quais foram definidas suas
cargas últimas foram utilizados para validação das implementações. Outros exemplos foram
analisados para os quais foram controlados a cada iteração as restrições e função objetivo,
verificando a funcionalidade do algoritmo.
Description
Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Keywords
Otimização, Método simplex, Dimensionamento, Vigas mistas
Citation
RODRIGUES, Tatiana Aparecida. Dimensionamento otimizado de vigas mistas aço-concreto. 2018. 97 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.