Previsão do comportamento de ligações viga-pilar em estruturas de concreto pré-moldado por meio de modelos de redes neurais

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Silva, Juliana Souza
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: bending moment; concreto pré-moldado; connection; força; force; ligação; mapeamento; mapping; momento fletor; neural networks; precast concrete; redes neurais; rigidez; stiffness
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-09052025-092048/

A presente pesquisa analisa o comportamento de ligações viga-pilar em estruturas de concreto pré moldado, visando diminuir os desafios associados ao tempo e custo de estudos experimentais, com o uso da aplicação de aprendizado de máquina, com foco em redes neurais artificiais. As ligações investigadas corresponderam as 6 tipologias sugeridas pela norma brasileira, complementadas por outras 3 tipologias típicas de estudos internacionais. Para tanto, foi realizada a previsão da capacidade resistentes dessas ligações, considerando o momento de plastificação da armadura negativa, rigidez secante e força última da ligação. O banco de dados utilizado consistiu em parâmetros geométricos, taxas e propriedades gerais de ligações que foram previamente investigadas por outros autores. Na escolha dos parâmetros de entrada para alimentação da rede, realizou-se uma análise estatística para compreender as relações entre os parâmetros de entrada e as variáveis de saída. A implementação das redes neurais artificiais foi realizada com a biblioteca scikit-learn, através da linguagem de programação python. Para avaliar o desempenho dos modelos foram empregados o coeficiente de determinação (R-quadrado), o erro percentual absoluto médio (MAPE) e o erro médio normalizado (RMSE). Os resultados demonstram elevado desempenho dos modelos, com destaque para o mapeamento da força última. Além disso, os valores previstos de momento fletor, rigidez secante e força última foram comparados com os valores experimentais e numéricos de estudos da literatura, apresentando baixa dispersão. No estudo de sensibilidade das três variáveis preditas, verificou-se que os parâmetros que mais impactaram estavam em conformidade com as recomendações da norma brasileira e outros estudos, sendo a armadura de continuidade o que se destaca, com maior relevância para as três variáveis mapeadas. Com isso conclui-se que os modelos desenvolvidos para o mapeamento das variáveis momento fletor, rigidez secante e força última das ligações viga-pilar em concreto pré-moldado, possuem um desempenho elevado, sendo capazes de realizar previsões significativas, desde que os parâmetros de entrada fornecidos estejam dentro do domínio de validade utilizada nesse estudo.