Desenvolvimento e avaliação de metodologias de projeto baseadas em desempenho para vigas-parede de concreto armado: investigações experimentais e numéricas.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Silveira, Marcos Vinicius Gil
• 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: Design generativo; Ensaios experimentais em escala real; Generative design; Generative tie method; Large-scale experimental test; Método dos tirantes generativos; Otimização de bielas e tirantes baseada em desempenho; Otimização Topológica; Strut-and-tie performance-based optimization; Topology optimization
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-07032024-125427/

Esta pesquisa apresenta uma exploração abrangente do projeto e otimização de vigas-parede de concreto armado por meio da aplicação de abordagens baseadas em desempenho. O Artigo I introduz o Método das Bielas e Tirantes Baseado em Desempenho (OBTBD) como um método alternativo para o projeto de vigas-parede com grandes aberturas (descontinuidades geométricas). Por meio de investigações experimentais e numéricas, o OBTBD é comparado com os Campos de Tensão Elastoplástico (CTEP) e o Método das Bielas e Tirantes (MBT) utilizando várias amostras. As conclusões evidenciam os resultados promissores do método proposto, demonstrando sua efetividade na otimização do uso de materiais e no aprimoramento do desempenho estrutural. O Artigo II apresenta o Método dos Tirantes Generativos (MTG) como uma solução alternativa para o projeto de vigas-parede com descontinuidades de carregamento, superando algumas limitações dos métodos convencionais. O MTG é um procedimento não linear que utiliza a Análise de Elementos Finitos (AEF) baseada em CTEP para gerar de forma iterativa layouts otimizados de armaduras para elementos de concreto estrutural (CE). Por meio de investigações experimentais em escala real, é validada a adequação do MTG para o projeto de vigas-parede com descontinuidades de carregamento, afirmando sua eficácia e confiabilidade na obtenção de um desempenho estrutural superior. O Artigo III apresenta uma avaliação detalhada de vigas-parede em escala real com descontinuidades geométricas projetadas utilizando o MTG. O estudo enfatiza a importância da seleção de parâmetros apropriados para o projeto de vigas-parede de concreto armado com o MTG, como o nível admissível de perda de resistência à compressão devido à atuação de tensões de tração elevadas no concreto. A análise comparativa demonstra que os espécimes projetados com o MTG superam o espécime projetado com o MBT (estudado no Artigo I), exibindo melhores índices de desempenho e ductilidade mais evidente. O Artigo IV explora a integração da Otimização Topológica e do MTG por meio de uma abordagem baseada em Design Generativo proposta para o projeto de vigas-parede de CE com descontinuidades geométricas. Simulações computacionais utilizando AEF e testes experimentais em escala real forneceram informações valiosas sobre estratégias de otimização, destacando a eficácia dos espécimes projetados com o MTG em termos de ductilidade e otimização de materiais. Os resultados sugerem o potencial do método baseado em Design Generativo para elementos estruturais de concreto com descontinuidades. Esta pesquisa faz uma contribuição significativa para o campo do projeto de vigas-parede de concreto armado, introduzindo metodologias práticas, inovadoras e orientadas pelo desempenho. A pesquisa oferece soluções valiosas para aprimorar o desempenho estrutural e a eficiência no projeto de vigas-parede de CE.