Otimização topológica para a definição de estrutura de edifício com múltiplos pavimentos em concreto armado convencional sob grandes deslocamentos e interação vento-estrutura dinâmica e particionada.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Ferreira, Edson Bispo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Computational fluid dynamics; Computational structure dynamics; Edifícios altos; Fluid-structure interaction; Geometrically nonlinear; Interação fluido-estrutura; Materially nonlinear; Otimização matemática; Topology optimization
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-14112024-090921/

As comunidades cosmopolitas optaram, em sua maioria, por verticalização das construções, então milhares de edifícios com múltiplos pavimentos para uso residencial, comercial ou misto são erguidos anualmente ao redor do mundo com alturas cada vez mais expressivas, sendo que a importância da ação do vento na definição da estrutura de um edifício está diretamente ligada à sua altura. Com o premente aumento da consciência da obrigação do uso racional dos recursos disponíveis se intensifica a necessidade de uma maior precisão na consideração do vento no projeto dos edifícios, que apesar de sua natureza dinâmica e aleatória, muitas vezes acaba sendo simplificada para modelos de carregamentos estáticos, no Brasil, por exemplo, a norma que define a ação do vento nas edificações foi atualizada recentemente depois de três décadas, sem trazer mudanças significativas. Grandes obras podem contar com simulações do comportamento estrutural em túnel de vento no qual o modelo reduzido do edifício pode ser representado por um prisma rígido ou flexível, tecnologia disponível a mais de um século e mais recentemente, com o grande avanço da tecnologia computacional se torna possível a simulação de problemas de grande escala e complexos em diversas áreas da engenharia, com destaque para a dinâmica dos fluidos computacional (DFC), que ´e um conjunto de métodos numéricos que permite a obtenção da solução das equações que regem o movimento dos fluidos. Esse trabalho descreve um procedimento para a consideração da otimização topológica na definição da estrutura de edifícios com múltiplos pavimentos de concreto armado convencional, que inclui a interação fraca entre o fluido (vento) e a estrutura (IFE) de forma particionada, onde a dinâmica das estruturas computacional (DEC) e a DFC são analisadas separadamente em ferramentas consagradas. Os resultados obtidos no exemplo completo apresentado mostram viabilidade e grande potencial da utilização da otimização topológica na definição da estrutura de edifícios.