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Type: Dissertação
Title: Otimização estrutural de pórticos espaciais de aço via algoritmos de evolução diferencial
Author: Resende, Cláudio Horta Barbosa de
First Advisor: Lemonge, Afonso Celso de Castro
Co-Advisor: Hallak, Patrícia Habib
Referee Member: Cury, Alexandre Abrahão
Referee Member: Kripka, Moacir
Resumo: Os pórticos espaciais de aço são sistemas estruturais vastamente aplicados nos mais diversos ramos da engenharia civil. Aplicações comuns desse tipo de estrutura são encontradas em prédios residenciais ou comerciais, galpões industriais, almoxarifados, aeroportos, hospitais, centros culturais como museus, estádios desportivos, entre outros. À medida que as construções vão se tornando cada vez mais altas, fatores como deslocamentos horizontais devido às cargas de vento, frequências naturais de vibração e estabilidade global da estrutura passam a ser mais relevantes em relação as restrições de resistência. Com o avanço da engenharia, veio a necessidade de projetos cada vez mais competitivos e otimizados, despertando a procura de metodologias computacionais capazes de resolver tais problemas. Nas últimas décadas as meta-heurísticas vieram mostrando eficiência e robustez crescentes na solução de problemas dessa natureza. Esta dissertação faz um estudo de otimização estrutural via algoritmos de evolução diferencial aplicado aos pórticos espaciais de aço, tendo como caráter inovador a adição de restrições relativas ao comportamento dinâmico e à estabilidade global da estrutura, em geral negligenciadas. Três conjuntos de experimentos são conduzidos, nos quais análises de sistemas estruturais contraventados e não-contraventados, bem como estudos para restrição de cardinalidade e agrupamento automático de membros são levados em consideração na otimização das estruturas de aço.
Abstract: Spatial steel frames are structural systems widely applied in the most diverse branches of civil engineering. Common applications of this type of structure are found in residential and commercial buildings, industrial sheds, warehouses, airports, hospitals, cultural centers such as museums, sports stadiums, among others. In taller buildings, factors such as horizontal displacements due to wind loads, natural frequencies of vibration, and global stability become more relevant. With the advancement of engineering, the need for increasingly competitive and optimized projects emerged, arousing the search for computational methodologies capable of solving such problems. In the last decades, meta-heuristics have proven increasing efficiency and robustness in solving problems of this nature. This dissertation makes a study of structural optimization via differential evolution algorithms applied to spatial steel frames, having as an innovative point the addition of constraints related to the dynamic behavior and the global stability of the structure, in general neglected. Three sets of experiments are conducted, in which analyses of braced and unbraced structural systems, as well as studies for cardinality constraints and automatic member grouping, are taken into account in the steel frames optimization problems.
Keywords: Otimização estrutural
Pórticos espaciais
Evolução diferencial
Estruturas de aço
Dinâmica das estruturas
Estabilidade estrutural
Restrição de cardinalidade
Structural optimization
Spatial frames
Differential evolution
Steel structures
Structures dynamics
Structure stability
Cardinality constraints
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC)
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11634
Issue Date: 2-Mar-2020
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Civil (Dissertações)



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