CAPES / Materiais compósitos laminados são utilizados em diversos setores da indústria, principalmente nas áreas automobilística de competição e aeroespacial, pois apresentam relações resistência-peso e rigidez-peso muito superiores aos materiais metálicos em geral. Estruturas fabricadas a partir desses materiais são normalmente finas e, consequentemente, estão sujeitas à flambagem. Requisitos tradicionais de projeto normalmente levam em conta a flambagem mas, para alguns casos, o projeto é conservador, visto que a estrutura pode ainda ser funcional no regime de pósflambagem. Entretanto, o comportamento nesse regime é não-linear, além da dificuldade de se estimar quando ocorre a falha da estrutura, o que torna a análise mais complexa e onerosa em relação à uma análise de flambagem linear. Nesse contexto está inserido o presente trabalho, que visa encontrar as orientações das fibras que maximizam as cargas de flambagem e de pós-flambagem de estruturas compósitas, usando no processo de otimização metamodelos para aliviar o custo computacional. Duas técnicas de metamodelagem são utilizadas e testadas: redes neurais artificiais e regressão de vetores de suporte, com ênfase para a última. Em combinação com os metamodelos são empregadas duas metaheurísticas de otimização desenvolvidas recentemente: o algoritmo harmony search e o algoritmo de vaga-lumes. Vários problemas com diferentes níveis de dificuldade são apresentados e discutidos. Os melhores resultados de otimização foram obtidos com o algoritmo de vaga-lumes associado ao metamodelo de regressão de vetores de suporte, mostrando que tais técnicas são promissoras na solução dessa classe de problemas. Como uma das principais contribuições desta tese tem-se a adaptação/implementação da técnica de regressão de vetores de suporte para problemas de empilhamento de lâminas em estruturas compósitas, particularmente na otimização em flambagem e pósflambagem. Além disso, foram realizados avanços na modelagem do comportamento e da otimização em pós-flambagem com a utilização de critérios de falha e de dano para compósitos. / Laminated composite materials are applied in many industrial sectors, particularly in competition automotive and aerospace fields, since they have strength-to-weight and stiffness-to-weight ratios much higher than the metals in general. Structures made by these materials are usually thin and hence they are subject to buckling. Traditional design requirements usually take into account the buckling, but in some cases the design is conservative since the structure can still be functional in the postbuckling regime. However, the behavior in this regime is nonlinear, in addition of being difficult to evaluate when the failure of the structure takes place, which makes the analysis more complex and computational expensive if compared to a linear buckling analysis. Within this context this work is inserted, which aims to find the orientations of the fibers that maximize the buckling and postbuckling load of composite structures using metamodels in the optimization process to alleviate the computational cost. Two metamodeling techniques are used and tested: artificial neural networks and support vector regression, with emphasis on the latter. In combination with the metamodels, two recently developed metaheuristics, the harmony search algorithm and the firefly algorithm, are employed. Several problems, with different levels of difficulty, are presented and discussed. The best optimization results were obtained with the firefly algorithm associated with the support vector regression metamodel, showing that these techniques are promising to solve this class of problems. One of the main contributions of this thesis is the adaptation/implementation of support vector regression for layup orientation sequence problems of composite structures, in particular for buckling and postbuckling optimizations. Moreover, advances were made in the modeling of the behavior and optimization in postbuckling regime using failure and damage criteria for composites.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This research is a part of a major project witch comprises the design and building of a functional all terrain vehicle prototype. This type of vehicle is found between the pure off-road vehicles (jeeps) and sport utility vehicles (SUVs). It will also try to combine performance and comfort on and off-road. The main goal is to reach the design of a ladder frame structure using a modern methodology. This method consists of the latest optimization and simulation techniques. The research will also achieve a structure with performance, using the economical viability of a small production. This study represents a contribution to the national small business that can use it to explore markets where bigger industries cannot reach. Initially, parameters were obtained from a structure analysis. This structure belongs to a vehicle that fits the interest category. In the analysis, parameters such as: chassis geometry, torsion and bending stiffness were obtained. These were used to feed the numeric models. The models were built with a commercial software based on the finite element method. The so validated models were simplified and again used as the first step in an automated numerical optimization procedure. After optimization procedures, the design configuration was achieved. The new structure is 75% stiffer (torsion stiffness) than the original model. It is also 5 kg heavier. The new configuration presents also a simpler geometry. It will be easier to be built and can make mass production more efficient. These results allow the research to be continued. First future step will be to build and test the new structure. / Este trabalho de pesquisa é parte de um projeto maior que compreende todas as etapas de concepção, projeto e construção de um protótipo funcional de veículo de uso misto. O veículo em questão deve estar inserido em uma categoria intermediária entre os puramente fora de estrada (tipo jipe) e os chamados utilitários esportivos. Deve conciliar desempenho e conforto, tanto para uso em trilhas quanto em cidades e rodovias pavimentadas. O objetivo principal desta dissertação é desenvolver o projeto de um chassis veicular usando uma metodologia que envolve técnicas modernas de simulação e otimização numérica. Conseqüentemente, obter uma estrutura com o adequado desempenho, levando em consideração a viabilidade econômica de uma produção em pequena escala. Este estudo representa uma contribuição para a indústria nacional de pequeno porte. A partir da utilização de seus resultados poderá explorar nichos de mercado onde as grandes indústrias automobilísticas não atuam. Primeiramente, foram obtidos parâmetros para o projeto a partir da análise da estrutura usada em um veículo de sucesso no mercado nacional, que se enquadra na categoria de interesse. Nesta análise, foram levantadas informações referentes à geometria e rigidez à flexão e torção do chassis. Estes parâmetros foram usados na validação de modelos numéricos modelados em um programa comercial de análise, baseado na técnica dos elementos finitos. Os modelos validados foram então simplificados e utilizados como ponto de partida para um procedimento de otimização numérica automática. Ao final da otimização foi obtida uma configuração de projeto para o novo chassis, que possui rigidez torcional 75% maior que o modelo original. Este resultado foi obtido a partir de um pequeno aumento na massa da estrutura de apenas 5 Kg. Além disto, a nova configuração apresenta geometria mais uniforme, o que facilita sobremaneira sua produção industrial. Os resultados encontrados permitem dar continuidade ao projeto, partindo agora para sua construção e ensaio da estrutura em escala real. / Mestre em Engenharia Mecânica

Este trabalho trata da otimização de painéis alveolares e vigotas protendidas utilizando Algoritmos Genéticos (AGs). A proposta de tal algoritmo foi inspirada no princípio da seleção natural de indivíduos, onde o mais ‘apto’ tende a permanecer na população e se reproduzir, passando seu código genético para a próxima geração. Em alguns casos, esse método pode alcançar melhores soluções se comparados aos métodos tradicionais de otimização. O principal objetivo do trabalho é investigar o uso de AG como uma técnica para a minimização da função custo da aplicação de painéis alveolares e vigotas protendidas. Na análise estão incluídas as verificações dos elementos nas etapas transitórias referentes à produção, transporte e montagem. A função custo é avaliada considerando valores da realidade brasileira. O trabalho de pesquisa compara os resultados obtidos utilizando AGs com aqueles obtidos utilizando o método de otimização convencional conhecido como método do Lagrangiano Aumentado. Os resultados obtidos por ambos os métodos evidenciam a eficácia dos AGs com relação ao método convencional. Foram propostas e analisadas três famílias do AG simples, buscando identificar, dentre seus elementos, quais variantes mais adequados na busca da solução dos problemas. / This work aims to optimize the production cost of hollow core panels and prestressed joists using Genetic Algorithms (GAs). The proposal of such an algorithm was inspired by the principle of natural selection of individuals, where the most ‘capable’ tends to remain in the population and reproduce, passing its genetic code onto the next generation. In some cases, this method can achieve good solutions when compared with conventional methods of optimization. The main goal of the work is to investigate AG as a technique for the minimization of the function cost of hollow core panel and prestressed joist applications. The analysis takes account of the verifications of the precast elements in the transitory stages as production,transportation and erection. The function cost is evaluated within the Brazilian context. The research compares the results using GAs with those using a conventional method, the Augmented Lagrangian. The results provide evidence the effectiveness of the GAs with relation to a conventional method. The research considers three families of the simple GA, searching to identify, among them, the adjusted variant in the search of the solution of the problems.

Orientadores: Eder Lima de Albuquerque, Milton Dias Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T00:08:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_FabianoBianchini_M.pdf: 10144482 bytes, checksum: 8d3245138ba4b557b088eb46adeda69c (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho são abordados dois métodos para identificar constantes elásticas em materiais compósitos de aplicações estruturais. São métodos que apresentam características não destrutivas, envolvem testes simples e não requerem grandes esforços computacionais. Podem ser aplicados a materiais anisotrópicos e, conseqüentemente,a materiais isotrópicos e ortotrópicos, o que os tomam ferramentas optativas de grande auxílio ao estudo dos materiais compósitos. No primeiro método, as freqüências naturais e os modos próprios adequados, obtidos da análise moda!, serão os dados de entrada para a solução de um sistema linear de equações oriundas da equação diferencial que representa a vibração transversal de placas finas anisotrópicas sob a condição de todos os bordos livres. As constantes elásticas desta equação são os parâmetros desconhecidos e estão associadas aos devidos modos próprios de vibrar. A verificação da precisão deste método é feita baseada em simulações numéricas realizadas em um software de Elementos Finitos, Ansys 7.0, e testado experimentalmente em uma placa isotrópica de aço. O segundo método trata-se de um problema de projeto ótimo cuja solução é feita através da combinação do método dos Elementos Finitos e um método de otimização, ambos executados em um único software comercial, Ansys 7.0. A análise moda! é requerida para obtenção somente das freqüências naturais, que são variáveis utilizadas na função objetivo. A verificação do método é feita em simulações numéricas e testada experimentalmentecom a mesma placa isotrópica de aço utilizada no método anterior. Para esta placa de aço, os resultados obtidos através dos dois métodos foram muitos satisfatórios. Entretanto, com relação à placa anisotrópica utilizada, os resultados obtidos pelo segundo método não foram satisfatórios / Abstract: In this work two methods are analyzed to identify elastic constants in composite materiais of structural application. They are methods that have nondestructive eharacteristie, comprised of simple tests and don't require high computational efforts. They can be employed to anisotropic materials as well as isotropic or ortotropic materials, making them useful alternative tools to composite materiais studies. In the first method, both natural frequencies and suitable mode shapes are input data for the solution of a linear system that come from differential equation that governs the transverse vibration of a free-free thin plate. Elastic constants of this equation are unknown parameters and are associated with vibration mode shape. Numerical simulations of Finite Element software, Ansys 7.0, and experimental modal analysis indicate the accuracy of this method. The second method refers to an optimum design problem and its solution is obtained by combining both Finite Elements and optimization methods in a single eommercial software, Ansys 7.O. The modal analysis is required to obtain only the natural frequencies that are the variables used in the objective function. The second method is verified using numerical simulations and tested experimentally with the same isotropic steel plate used in the first method. Results obtained for this steel plate from both methods were highly satisfactory. In relation to the anisotropic plate, results obtained ftom the second method weren't satisfactory / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Fernando Jose Von Zuben, Cynthia Cristina Martins Junqueira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T19:03:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barra_TiagoVenturieri_M.pdf: 6614671 bytes, checksum: 4facb72e441f3af7afdbfc42f31ca50b (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O estudo de antenas de micro?ta envolve a especi?cação de um amplo espectro de parâmetros físicos, e cada proposta de antena requer o emprego de algoritmos avançados de cálculo numérico para medidas de desempenho, como impedância de entrada, padrão de irradiação e ganho em faixas especí?cas de freqüência. O principal objetivo desse trabalho é desenvolver um ambiente computacional combinando um software de análise de estruturas eletromagnéticas, MStrip40, baseado no método dos momentos (MoM), e um método de busca evolutivo, denominado algoritmo genético. Buscam-se valores ótimos de parâmetros físicos de antenas de micro?ta, como comprimento e largura do elemento irradiador e da linha de alimentação, entre outros. São tratados vários tipos de antenas de micro?ta, e um elenco amplo de critérios de desempenho é considerado, mantendo sempre um valor baixo para o coe?ciente de onda estacionária na freqüência de projeto. A validação dos resultados gerados pelo ambiente computacional é alcançada através da fabricação da melhor antena obtida em cada caso de estudo, seguida por testes de desempenho do dispositivo físico fabricado, realizados em laboratórios especializados / Abstract: The study of microstrip antennas involves the speci?cation of a broad spectrum of physical parameters, and each antenna proposal requires the use of advanced algorithms of numerical calculus to measure the performance, such as input impedance, radiation pattern and gain in speci?c frequency bands. The main objective here is to develop a computational environment joining a software for electromagnetic structure analysis, called MStrip40 and based on the Method of Moments (MoM), together with an evolutionary search method founded on a genetic algorithm. The outcome is composed of optimal values for physical parameters of the microstrip antenna, such as length and width of the radiator element and of the feeding line. Several kinds of microstrip antennas are treated, and a wide range of performance criteria are considered, always keeping a low value for the coef?cient of stationary wave at the design frequency. The validation of the results produced by the computational environment is achieved by means of the manufacture of the best obtained antenna in each case study, followed by performance evaluation of the manufactured physical device, which is accomplished in dedicated laboratories / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-01-15T17:20:21Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Andrés Medina Herrera - 2015.pdf: 11967625 bytes, checksum: 5b7e3f00af20766f822172f92649bc98 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-01-18T09:13:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Andrés Medina Herrera - 2015.pdf: 11967625 bytes, checksum: 5b7e3f00af20766f822172f92649bc98 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-18T09:13:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Andrés Medina Herrera - 2015.pdf: 11967625 bytes, checksum: 5b7e3f00af20766f822172f92649bc98 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-11-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this research we studied the structural and electronic properties of the ground state of molecules amino-benzonitrile (ABN) and dimethylamino-benzonitrile (DMABN), isolated and in different solvents.We performed computer simulations of those molecules in different solvents as cyclohexane, dichloromethane, acetonitrile and water. The structure electronic method MP2 (second order perturbation Møller-Plesset) was used to perform quantum calculations. To study the molecules in solvent we used the hybrid sequential QM/MM method combined with the free energy gradient method. The dual fluorescence to this type of molecules is a process that has been much studied but it is not well clarified that is the cause of the process. We performed the optimization of the molecules in an isolated state and in different solvents to determine the ground state structure. In the case of the DMABN molecule the optimization was performed both at room temperature and at low temperature, near the melting point of the solvent. We studied minimum energy point and some transition states of this molecules associated with the pyramidalization or the rotation of the amino group. The results showed that the molecules are pyramidal when they are isolated, and that in polar solvent they became less pyramidal. The rotation of amino group is unfavored in both molecules, increasing this effect in polar solvents. / Neste trabalho foram estudadas as propriedades estruturais e eletrônicas do estado fundamental das moléculas amino-benzonitrila (ABN) e dimetilamino-benzonitrila (DMABN), isoladas e em diferentes meios solventes. Foram realizadas simulações computacionais das moléculas em diferentes meios como, ciclohexano, diclorometano, acetonitrila e água. O método de estrutura eletrônica MP2 (Møller-Plesset em segunda ordem de perturbação) foi usado para fazer os cálculos quânticos. Para o estudo das moléculas em meio foi utilizado o método hibrido QM/MM sequencial combinado com o método de gradiente de energia livre. A dupla fluorescência para este tipo de moléculas é um processo que tem sido bastante estudado, mas ainda não está bem esclarecido qual é o causador do processo. Foram realizadas as otimizações das moléculas em estado isolado e nos diferentes meios, para determinar a estrutura do estado fundamental. No caso da molécula de DMABN a otimização foi feita tanto em temperatura ambiente como em baixas temperaturas, próximas do ponto de fusão dos solventes. Foram estudados pontos de mínimo e alguns estados de transição dessas moléculas associados à piramidalização ou à rotação do grupo amino. Os resultados mostram que essas moléculas são piramidais quando isoladas, e que em meio polar elas se tornam menos piramidais. A rotação do grupo amino é desfavorável em ambas as moléculas, aumentando esse efeito em meios polares.

Enfrentar situações de falha é o principal desafio do engenheiro estrutural. Parece paradoxal, mas a fim de obter um projeto bem sucedido, o engenheiro estrutural deve estudar e examinar todos os possíveis modos de falha de uma estrutura. Na otimização estrutural não é diferente. Assim, na otimização estrutural deve-se considerar os custos esperados de falha. No projeto de engenharia estrutural, economia e segurança são aparentemente objetivos conflitantes. No entanto, quando custos esperados de falha são considerados, nota-se que investimentos em segurança são necessários a fim de não arcar com os custos esperados de falha. O ponto ideal de compromisso pode ser encontrado por uma otimização de risco, onde a função objetivo inclui todos os custos ao longo do ciclo de vida da estrutura: construção, operação, manutenção inspeção, descarte e as consequências de falha esperadas. Este último é um remanescente que não pode ser desconsiderado dos modos de falha contra os quais a estrutura precisa ser projetada. Esta dissertação aborda a otimização de sistemas estruturais simples, considerando o equilíbrio entre modos de falha concorrentes, tais como escoamento (esmagamento), flambagem e snap-through. O estudo mostra como os diferentes modos de falha, associados a diferentes custos de falha, levam a diferentes projetos ótimos. Uma estrutura de treliça plana é estudada como exemplo de aplicação. A forma (posições nodais) e tamanho dos elementos são consideradas como variáveis de projeto. Resultados mostram que projetos ótimos suficientemente diferentes são obtidos quando o equilíbrio entre modos de falha concorrentes é alterado. / Defying failure is the primary challenge of the structural engineer. It sounds paradoxical, but in order to achieve a successful design, the structural engineer must think about and account for all possible failure modes of a structure. This is not different in structural optimization. Hence, in structural optimization one has to consider the expected costs of failure. In structural engineering design, economy and safety are apparently conflicting goals. However, when expected costs of failure are considered, one notes that investments in safety are necessary in order not to pay for the expected costs of failure. The optimum point of compromise can be found by a risk optimization, where the objective function includes all costs over the life-cycle of the structure: construction, operation, inspection maintenance, disposal, and the expected consequences of failure. The latter are an undeletable remainder of the failure modes that the structure needs to be designed against. This paper addresses the optimization of simple structural systems, considering the balance between competing failure modes such as yielding (squashing), buckling and snap-through. The study shows how different failure modes, associated to different costs of failure, lead to different optimal designs. A plane truss structure is studied as application example. The shape (nodal positions) and member size are considered as design variables. Results show that quite different optimal designs are obtained when the balance between competing failure modes is changed.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-01-15T14:16:25Z No. of bitstreams: 1 denisemanueldacostavargas.pdf: 16589539 bytes, checksum: 44a0869db27ffd5f8254f85fb69ab78c (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-01-25T17:40:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 denisemanueldacostavargas.pdf: 16589539 bytes, checksum: 44a0869db27ffd5f8254f85fb69ab78c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T17:40:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 denisemanueldacostavargas.pdf: 16589539 bytes, checksum: 44a0869db27ffd5f8254f85fb69ab78c (MD5) Previous issue date: 2015-11-05 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Problemas de Otimização Multiobjetivo (POMs) com restrições são frequentes em diversas áreas das ciências e engenharia, entre elas a Otimização Estrutural (OE). Apesar da Evolução Diferencial (ED) ser uma metaheurística muito atraente na resolução de problemas do mundo real, há uma carência na literatura de discussões sobre o desempenho em POMs de OE. Na sua grande maioria os problemas de OE apresentam restrições. Nesta tese utiliza-se uma técnica para o tratamento de restrições chamada de APM (Adaptive Penalty Method) que tem histórico de bons resultados quando aplicada em problemas monobjetivo de OE. Pelo potencial da ED na resolução de problemas do mundo real e da técnica APM em OE, juntamente com a escassez de trabalhos envolvendo esses elementos em POMs de OE, essa tese apresenta um estudo de um algoritmo bem conhecido de ED acoplado à técnica APM nesses problemas. Experimentos computacionais considerando cenários sem e com inserção de informações de preferência do usuário foram realizados em problemas com variáveis continuas e discretas. Os resultados foram comparados aos encontrados na literatura, além dos obtidos pelo algoritmo que representa o estado da arte. Comparou-se também os resultados obtidos pelo mesmo algoritmo de ED adotado, porém sem ser acoplado à técnica APM, objetivando investigar sua influência no desempenho da combinação proposta. As vantagens e desvantagens do algoritmo proposto em cada cenário são apresentadas nessa tese, além de sugestões para trabalhos futuros. / Multiobjective Optimization Problems (MOPs) with constraints are common in many areas of science and engineering, such as Structural Optimization (SO). In spite of Differential Evolution (DE) being a very attractive metaheuristic in real-world problems, no work was found assessing its performance in SO MOPs. Most OE problems have constraints. This thesis uses the constraint handling technique called Adaptive Penalty Method (APM) that has a history of good results when applied in monobjective problems of SO. Due to the potential of DE in solving real world problems and APM in SO problems, and also with the lack of studies involving these elements in SO MOPs, this work presents a study of a well-known DE algorithm coupled to the APM technique in these problems. Computational experiments considering scenarios with and without inclusion of user preference information were performed in problems with continuous and discrete variables. The results were compared with those in the literature, in addition to those obtained by the algorithm that represents the state of the art. They were also compared to the results obtained by the same DE algorithm adopted, but without the APM technique, aiming at investigating the influence of the APM technique in their performance. The advantages and disadvantages of the proposed algorithm in each scenario are presented in this research, as well as suggestions for future works.

Orientador: José Alexandre Matelli / Resumo: Por estar relacionado com questões econômicas e ambientais, o uso eficiente de energia é atualmente alvo de diversos estudos e pesquisas. A demanda energética, tanto elétrica quanto térmica, está presente nos mais diversos setores, tais como, indústrias, condomínios residenciais, cidades, comércios e hospitais. Para que tais demandas sejam supridas, com o melhor aproveitamento energético possível, surge o conceito de cogeração. Cogeração pode ser entendida como a geração de dois ou mais tipos de energia (trabalho mecânico, energia elétrica, calor ou energia de resfriamento) a partir de uma única fonte energética. O projeto, porém, de um sistema térmico de cogeração pode apresentar uma complexidade muito elevada. Isso se deve, dentre outras razões, aos diversos tipos e tamanhos de tecnologias existentes, além das inter-relações complexas dos parâmetros de um sistema (tais como pressões, temperaturas, vazões e eficiências em carga parcial). Surgem, então, diversas possibilidades de configurações de sistemas para se atender aos requisitos de um projeto, fazendo com que a busca pela solução ótima seja complexa. A solução ótima depende fortemente da superestrutura, no sentido que diferentes superestruturas resultam em diferentes soluções ótimas. No entanto, a criação de superestruturas não é feita, em geral, de modo sistemático, dependendo em grande medida das preferências, da experiência e criatividade de quem a propõe. Neste trabalho foi desenvolvido um método de projeto que usa... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Neste trabalho, é apresentado um modelo de otimização acoplado à confiabilidade para a análise de estruturas de barras de concreto armado, de modo que a confiabilidade é adicionada ao processo de otimização como uma restrição. O modelo mecânico permite a consideração da não-linearidade física para o concreto e para o aço, além de levar em conta os efeitos não-lineares geométricos. Esse modelo é utilizado para gerar as respostas mecânicas da estrutura, traduzidas em forma de cargas últimas para os estados limites. Os cenários de falha, na análise probabilística, são descritos pelo esmagamento do concreto e deformação excessiva da armadura para o estado limite último. O estado limite de utilização é verificado para o caso de deslocamentos excessivos dos pontos da estrutura. A função de estado limite é construída com o emprego do método das superfícies de respostas para a determinação do índice de confiabilidade e probabilidade de falha considerando somente o modo mais provável ou primeiro modo de falha. Os processos de otimização e confiabilidade são acoplados de maneira independente gerando um sistema de equações aproximadas resolvido analiticamente. A metodologia de otimização empregada é a minimização da função de custo da estrutura. O modelo acoplado de otimização e confiabilidade é empregado para análise de vigas de concreto armado. As técnicas desenvolvidas, no âmbito da modelagem de estruturas e confiabilidade, também permitem a análise mecânico-probabilística de pórticos planos de concreto armado / In this work, a reliability based optimization model is proposed for the analysis of reinforced concrete structures, in which the reliability index is introduced as a constraint. The mechanical model allows to consider the physical non-linearity of the concrete and steel materials, as well as the geometrical non-linear effects. The mechanical model is used to find the structure limit loads. The failure scenarios for the probabilistic analysis are characterized by the concrete ultimate strains in the compressed region of the section and the steel ultimate tensile strains in the reinforcement position. The serviceability limit state is verified for the excessive displacements for the structure bars. The limit state function is build by using the response surface method, computing the reliability index and the failure probability only considering the first failure mode. The optimization and reliability processes are independents built leading two different system of equations that are coupled together to find the final solution. The material cost of the structure was adopted as the objective function to be minimized for the optimization process. The proposed coupled optimization-reliability process is employed to analyse reinforced concrete beams. The developed procedure in the context of reliabilty methods and reinforced concrete structures analysis can also be applied for reliability analysis of reinforced concrete frames