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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33060| Título: | Otimização de estruturas em aço treliçadas |
| Título(s) alternativo(s): | Steel trusses structures optimization |
| Autor(es): | Mattos, Luiz Eduardo Gonçalves de |
| Orientador(es): | Tessari, Rodolfo Krul |
| Palavras-chave: | Otimização estrutural Treliças (Construção civil) Otimização matemática Structural optimization Trusses Mathematical optimization |
| Data do documento: | 14-Mai-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Apucarana |
| Citação: | MATTOS, Luiz Eduardo Gonçalves de. Otimização de estruturas em aço treliçadas. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2021. |
| Resumo: | Na maior parte dos casos, o engenheiro estrutural define uma configuração inicial baseada em suas experiências para o sistema estrutural a ser projetado e, por meio de processos iterativos, verifica se as condições previstas em normas técnicas para a segurança e serviço são atendidas. No entanto, mesmo que a solução proposta respeite as condições exigidas, essa pode não ser a melhor em termos de consumo de materiais. Para a obtenção da solução ótima, é necessária a utilização de técnicas de otimização estrutural, capazes de proporcionar o dimensionamento de estruturas cada vez mais leves, alinhadas à economia de materiais e tempo. O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de algoritmos de minimização do peso de estruturas em aço treliçadas, baseados em diferentes métodos de otimização (matemáticos e heurísticos). Compara-se a eficiência entre o algoritmo de Programação Quadrática Sequencial (PQS) e o Algoritmo Genético, levando em consideração a qualidade das soluções encontradas, a complexidade de implementação e do custo computacional exigido. Os resultados mostram que, ao utilizar as restrições normativas para barras comprimidas, é necessário adotar barras com seções transversais mais robustas quando comparadas às soluções cujas restrições derivam da formulação clássica da carga crítica de Euler. Observa-se uma similaridade entre os resultados obtidos pelo algoritmo de PQS e pelo Algoritmo Genético, mas devido à natureza combinatória do último, o método heurístico exige maior tempo de processamento. Além disso, os resultados obtidos pelo Algoritmo Genético se mostram aleatórios no decorrer das iterações, podendo convergir em soluções ligeiramente mais conservadoras que o algoritmo de PQS. Justificados pelos resultados apresentados, afirma-se que os algoritmos desenvolvidos são boas ferramentas de otimização estrutural e podem ser utilizados em projetos reais de treliças em aço. |
| Abstract: | In the most cases, the structural engineer defines an initial configuration based on yours experiences for the structural system to be designed and, through iteratives processes, check if the technical standarts conditions for the security and service are satisfy. Even though the propused solution satisfies the the conditions, it may not be the best in consumption of materials terms. For the optimal solution, is necessary to use structural optimization technics, able to provide designs increasingly lighter and time and materials savings. The objective of the present work is the development of algorithms for minimizing the weight of trussed steel structures, based on differents optimization methods (mathematics and heuristics). Compare the efficiency between the Sequential Quadratic Programming (SQP) and the Genetic Algorithm, taking into account the quality of the solutions found, the complexity of implementation and the computational cost required. The results show that, when using the technical standarts for compressed bars, it is necessary to adopt bars with more robust cross sections when compared to solutions whose restrictions derive from the classic formulation of Euler's critical load. A similarity between the results obtained by the SQP and the Genetic Algorithm is observed, but due to the combinatorial nature of the latter, the heuristic method requires longer processing time. In addition, the results obtained by the Genetic Algorithm are shown to be random during the iterations, and may converge in slightly heavier solutions than the SQP. Justified by the results presented, it is stated that the developed algorithms are good tools for structural optimization and can be used in real steel truss designs. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33060 |
| Aparece nas coleções: | AP - Engenharia Civil |
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