[en] MULTI-OBJECTIVE OPTIMIZATION OF STEEL FRAMES CONSIDERING THE BRACING SYSTEM AS A DESIGN VARIABLE

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: CLAUDIO HORTA BARBOSA DE RESENDE
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] ALGORITMO EVOLUCIONARIO; [pt] SISTEMA DE CONTRAVENTAMENTO; [pt] PORTICO DE ACO; [pt] OTIMIZACAO MULTIOBJETIVO; [pt] EVOLUCAO DIFERENCIAL; [en] EVOLUTIONARY ALGORITHM; [en] BRACING SYSTEM; [en] STEEL FRAME; [en] MULTIOBJECTIVE OPTIMIZATION; [en] DIFFERENTIAL EVOLUTION
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=68544&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=68544&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.68544

[pt] Os pórticos espaciais de aço são amplamente utilizados na engenharia civil, desempenhando um papel essencial em diversas construções, como centros comerciais, residências e estádios. Apesar de suas vantagens em resistência e leveza, o aumento da altura dessas estruturas apresenta desafios significativos, tais como deslocamentos devido ao vento e comprometimento do comportamento dinâmico. Para lidar com tais questões, sistemas de contraventamento são empregados, sendo essenciais para garantir também a estabilidade estrutural. A presente tese propõe uma abordagem abrangente para otimizar pórticos espaciais de aço, com o objetivo de equilibrar custo e desempenho. Além da minimização de custos, os objetivos incluem maximizar a frequência natural de vibração, o fator de carga crítica relacionado à flambagem global, bem como reduzir o máximo deslocamento no topo, o número de perfis distintos e o peso total da estrutura. A metodologia adotada envolve a aplicação de quatro algoritmos evolutivos baseados em evolução diferencial e uma análise multicritério de tomada de decisões para a extração das soluções das frentes de Pareto, considerando diferentes cenários de estudo. Destaca-se como aspecto inovador a consideração conjunta de variáveis de projeto, como o sistema de contraventamento, o conjunto de orientações dos eixos principais de inércia dos pilares e perfis comerciais, permitindo a avaliação simultânea de até quatro funções objetivo, além da inclusão de restrições adicionais. Os experimentos numéricos realizados demonstram a eficácia das metodologias propostas, fornecendo soluções viáveis para diferentes cenários com objetivos diversos. Também é explorada a automatização do agrupamento de pilares nos experimentos numéricos, através da formulação multiobjetivo, bem como a consideração de efeitos de segunda ordem na análise estrutural. Os resultados obtidos oferecem informações valiosas aos projetistas, permitindo a extração de soluções da frente de Pareto que balanceiam os objetivos conflitantes, resultando em estruturas mais eficientes, econômicas e sustentáveis.