Minimização do custo de seções poligonais de pilares em concreto armado submetidas à flexocompressão oblíqua com algoritmo QPSO

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Oliveira, Lucas Corona de
• Orientador(a): Gomes, Herbert Martins
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Pilares de concreto armado; Dimensionamento de estruturas; Otimização
• Palavras-chave em Inglês: Structural optimization; QPSO; Cost minimization; Reinforced concrete columns; Cross-section; Biaxial bending; NBR 6118:2014
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/229430

O dimensionamento de estruturas em concreto armado usualmente se dá por meio de processos iterativos a partir de uma geometria pré-definida. Dificilmente a solução mais econômica para o projeto será encontrada desta forma devido à complexidade do processo e ao número de possíveis soluções. A busca por soluções que atendam o máximo desempenho e segurança, aliado ao mínimo custo é um objetivo cada vez mais presente nos projetos de engenharia. Este objetivo pode ser alcançado por meio da utilização de técnicas de otimização, cuja finalidade é encontrar a melhor solução entre as inúmeras possibilidades. Este trabalho consiste no desenvolvimento de uma metodologia de dimensionamento ótimo de seções transversais de pilares em concreto armado submetidos à flexão composta oblíqua, integrando o algoritmo de otimização QPSO (Quantum Particle Swarm Optimization) à uma rotina de dimensionamento e verificação de pilares, conforme os preceitos da norma ABNT NBR 6118:2014. A formulação do problema inclui os custos do concreto, da armadura e das fôrmas. As variáveis de projeto do problema foram as dimensões da seção de concreto, a quantidade e os diâmetros das barras de armaduras, bem como a classe de resistência do concreto. O objetivo da otimização é encontrar as melhores dimensões da seção e distribuição das barras de armadura de forma que o custo seja minimizado. A análise se aplica a seções poligonais, que incluem a seção retangular, retangular vazada e seção em “L”. A fim de comprovar a eficiência do programa desenvolvido, os resultados foram comparados com soluções conhecidas na literatura, dimensionadas de maneira convencional ou de trabalhos que fazem uso de outras técnicas de otimização. Foi realizada uma análise sobre a influência do posicionamento das barras de armadura no custo da seção transversal. Além disso, foi feito um estudo sobre a influência do tamanho da população e o número de chamadas da função objetivo no desempenho do algoritmo de otimização QPSO. O método de otimização QPSO mostrou-se eficiente na busca por soluções ótimas, apresentando soluções coerentes e que confirmam a importância do uso da otimização estrutural no dimensionamento de estruturas em concreto armado.