Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-09-29T13:51:01Z No. of bitstreams: 1 147047.pdf: 4052040 bytes, checksum: 291877cbfc936b0acc48a356520e7c86 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T13:51:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 147047.pdf: 4052040 bytes, checksum: 291877cbfc936b0acc48a356520e7c86 (MD5) Previous issue date: 1978-04 / O presente trabalho objetiva a análise de esforços em estruturas de edifícios contendo vigas e pilares de várias formas geométricas e com posições relativas quaisquer nos pavimentos, dotadas ou não de apoios elásticos, submetidas a carregamentos verticais e laterais e a recalques dos apoios. Admite-se a existência de lajes diaframas no nível de cada piso. A análise é feita pelo método dos deslocamentos. Dá-se ênfase à programação automática elaborada para computador, desenvolvendo-se um processo para o tratamento da matriz de rigidez com largura de faixa variável, utilizando-se o conceito de deslocamentos de conjuntos de andares, e efetuando-se a montagem em blocos do sistema de equações de equilíbrio da estrutura. Nos vários exemplos de estruturas analisados, a programação desenvolvida revelou-se eficiente quanto aos tempos de processamento e quanto à precisão dos resultados obtidos. / This paper has as objective the structural analysis of buildings in which the beams and columns may have several geometrical shapes and any relative position in each story. The skeletons may have elastic supports, be under vertical and lateral loads and foundation displacements. The existence of diaphragrn slabs in each floor level is admitted. The analysis is made by the displacement method. Emphasis is given to the automatic programming for computer by developping a process for the changing-bandwidth stiffness matrix treatrnent, by using the concept of story group displacements, and by building the structural equilibrium equations divided in blocks. In the many analyzed examples, the coding showed good time and result precision performances.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-10-10T16:43:17Z No. of bitstreams: 1 153668.pdf: 5472220 bytes, checksum: b76d5e6e6d99e39dafeb60a0baf48919 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-10T16:43:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 153668.pdf: 5472220 bytes, checksum: b76d5e6e6d99e39dafeb60a0baf48919 (MD5) Previous issue date: 1980-08 / O objetivo deste trabalho é o cálculo automático de vigas principais não solidárias com os pilares em pontes de eixo curvo. O programa automático desenvolvido permite a análise de pontes, cuja curvatura em planta e variação de seção transversal sejam quaisquer. Inicialmente, faz-se uma descrição sucinta das pontes em geral e desenvolvem-se os conceitos teóricos utilizados neste trabalho, apresentando-se por fim alguns exemplos práticos e a listagem da programação em linguagem FORTRAN. / The purpose of this study is the automatic analysis of principal beams of the curved bridges, considering them isolatad from the columns. The computer program developed allows the analysis of bridges with any variation in curvature and cross section. At first, a brief description of bridges and the development of the thaoretical concepts involved are presented, after that, some practical examples and the computer program in FORTRAN language are given.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-23T12:59:15Z No. of bitstreams: 1 DissLDK.pdf: 3917686 bytes, checksum: f947026e3e54f5295366720325a55253 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:37:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLDK.pdf: 3917686 bytes, checksum: f947026e3e54f5295366720325a55253 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:37:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLDK.pdf: 3917686 bytes, checksum: f947026e3e54f5295366720325a55253 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:37:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLDK.pdf: 3917686 bytes, checksum: f947026e3e54f5295366720325a55253 (MD5) Previous issue date: 205-04-27 / Não recebi financiamento / Prestressed flat plate floor system has been an excellent structural solution for building work when there is a demand for fast construction with less manpower, where the building has height restrictions or when architecture design requires wide environments and major deformations on the floor can be avoided. Aspects like these, make the use of this structural system grow constantly. Although there are cases of built constructions, some structural engineers still feel uncomfortable to use the system, because beyond the scarcity of bibliography on this matter, most of the problems are solved by intuition, and not with technical-cientific knowledge. This research presents fundamental concepts for understanding the prestressed flat plate floor system, as well the designing methods. A comparison of the tensile stress in the slabs is also made, envolving the Equivalent Frame Method, the Finite Element Method and the Grillage Method. The effect of the lack of alignment also is studied. In sequence, examples of prestressed flat plate floor are shown and their structural solutions, using adherent and non-adherent cables, using partial prestress and reduced prestress. At the end of this research comments are made about the obtainned results and suggestions of structural solutions are presented for specific problems that occur frequently. / A laje sem viga protendida tem sido uma excelente solução estrutural para obras onde precisa-se construir rapidamente, onde a altura do edifício possui restrições ou quando a arquitetura não permite pilares alinhados. Aspectos como esses fazem com que a utilização desse sistema estrutural esteja em constante crescimento. Apesar de já se ter um histórico de obras construídas, alguns construtores ainda se sentem desconfortáveis para utilizar o sistema, pois além de não se ter muita bibliografia na área, muitos dos problemas são resolvidos pela intuição, e não por conhecimento técnico-científico. O presente trabalho apresenta conceitos fundamentais para o entendimento do sistema de lajes sem vigas protendidas, bem como métodos de dimensionamento. Também é feita uma comparação de esforços nas lajes, envolvendo o Método dos Pórticos Equivalentes, o Método dos Elementos Finitos e Analogia de grelhas. Na seqüência do trabalho são apresentados exemplos de pavimentos sem vigas protendidos e soluções estruturais dos mesmos, utilizando armadura aderente e não aderente, utilizando protensão parcial e protensão limitada. Ao final do trabalho são apresentadas sugestões de soluções estruturais para problemas específicos que ocorrem com freqüência.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / With the aid of the symbolic algebraic computation and the matricial methods it has been realized a study of the structural behavior of a balcony beam. The flexibility method is used to analyse profiles of thin-walled beams, considering the introduction of a new degree of freedom (warping of the transverse section) due to the request of the bimoment. Analyses of the bimoments, the flexural moments and the torsion moments are realized. The stresses generated by the bimoment and the flexural moment are calculated. With that it will be possible to determine the behavior of the solicitation and the stresses according to the simultaneous change of several profiles, contributing, so, for a better comprehension of the structures global behavior. / Com o auxílio da computação algébrica simbólica e dos métodos matriciais realizou-se um estudo do comportamento estrutural de uma viga balcão. O método da flexibilidade é utilizado na análise de perfis de paredes delgadas, considerandose a introdução de um novo grau de liberdade empenamento da seção transversal) decorrente da solicitação do bimomento. São realizadas análises dos bimomentos, dos momentos fletores e dos momentos torçores atuantes. São calculadas as tensões geradas pelo bimomento e pelo momento fletor. Com isso será possível determinar o comportamento da evolução dos esforços e das tensões segundo a troca simultânea de vários perfis, contribuindo, assim, para uma melhor compreensão do comportamento global da estrutura.

O presente trabalho trata da avaliação da confiabilidade de vigas pré-tracionadas de concreto protendido em relação ao estado limite último de flexão, segundo as recomendações da norma brasileira NBR 6118:2014. O crescimento da utilização de vigas protendidas nas edificações se justifica cada vez mais com o emprego de materiais mais eficientes e pela necessidade de estruturas mais leves e esbeltas. Esta pesquisa se limita à avaliação de vigas simplesmente apoiadas com seções retangulares e T e carregamento uniformemente distribuído ao longo do vão. Para a avaliação da capacidade resistente, foi utilizado um modelo simplificado que analisa a seção mais solicitada do elemento através de equações de equilíbrio, propriedades dos materiais e compatibilidade de deformações. A validação foi realizada a partir de ensaios experimentais e o modelo foi julgado adequado para a determinação do momento resistente de vigas pré-tracionadas de concreto protendido. O índice de confiabilidade  das vigas em estudo foi determinado através do método de confiabilidade de primeira ordem (First Order Reliability Method – FORM), consolidado e bastante utilizado na obtenção da probabilidade de falha de estruturas. O valor de  é obtido a partir do cálculo da distância mínima entre a superfície de falha e a origem das variáveis aleatórias padronizadas utilizando-se os recursos de minimização de uma planilha eletrônica. A verificação da influência que alguns parâmetros que regem o dimensionamento das vigas protendidas com aderência inicial exercem sobre o índice de confiabilidade foi realizada. Foram avaliados a resistência característica à compressão do concreto, a resistência característica de ruptura à tração da armadura de protensão, a esbeltez da viga e a relação entre o carregamento permanente e a carga total atribuída à viga. Também foi estabelecido um valor para o índice de confiabilidade considerado seguro igual a 3,8. Diante dos resultados, foi observado que a variação do índice de confiabilidade ocorreu de forma mais acentuada quando estudada juntamente com a variação da relação entre o carregamento. Porém vale destacar que em certos casos o índice de confiabilidade pode reduzir com o crescimento da resistência característica de ruptura à tração do aço de protensão e a consequente redução da área de armadura ativa. / The present work deals with the evaluation of the reliability of pretensioned prestressed concrete beams regarding to the ultimate flexural limit state according to the recommendations of the Brazilian standard NBR 6118:2014. The increasing usage of prestressed beams in buildings is more and more justified by the usage of more efficient materials and the necessity of lighter weight and more slender structures. The research is limited in the evaluation of simply supported beams with rectangular and T cross sections and uniformly distributed loading. For the evaluation of the load capacity of the beams, it was used a simplified model that analyzes the maximum bending moment section of the element through equilibrium equations, material properties and compatibility of deformations. The validation was performed from experimental data and the model was judged suitable for the determination of the resistant moment of pre-tensioned prestressed concrete beams. The evaluation of the reliability index  for each beam was carried out using the First Order Reliability Method - FORM, which is already consolidated and widely used when obtaining the probability of failure of structures. The value of  is obtained from the calculation of the minimum distance between the surface of the failure and origin of standard random variables through the resource of minimization tools of a digital spreadsheet. The evaluation of the influence that some parameters, which govern the design of pretensioned prestressed beams, exercise on the reliability index was performed. The characteristic concrete compressive strength, the characteristic tensile strength of the prestressed reinforcement, the slenderness ratio of the beam and the ratio between dead load and total load were evaluated. It was also established a minimum acceptable value to the reliability index equal to 3.8. Given the results, it was observed that the variation of the reliability index occurred, in a more sharply way, when studied along with the variation of the ratio between the dead load and total load. But, in some cases, the reliability index can be reduced with the increasing of the characteristic tensile strength of the prestressed reinforcement and the consequent prestressed steel cross sectional area reduction.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014. / Submitted by Laura Conceição (laurinha.to@gmail.com) on 2014-11-20T17:45:39Z No. of bitstreams: 1 2014_JulianoRodriguesdaSilva.pdf: 17019257 bytes, checksum: fa5c90bc697415ed248a800d49563bd2 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-11-26T13:20:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JulianoRodriguesdaSilva.pdf: 17019257 bytes, checksum: fa5c90bc697415ed248a800d49563bd2 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-26T13:20:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JulianoRodriguesdaSilva.pdf: 17019257 bytes, checksum: fa5c90bc697415ed248a800d49563bd2 (MD5) / Esta tese descreve uma pesquisa experimental sobre reforço à flexão de vigas de concreto armado com seção transversal “T” com a colagem de materiais compósitos de fibras de carbono (PRFC) e de vidro (PRFV) na superfície do concreto. Foram ensaiadas 14 vigas “T” simplesmente apoiadas, divididas em três grupos. Essas vigas, com um vão livre de 4,00 m e com taxa de armadura de 0,63%, foram submetidas a duas cargas concentradas aplicadas a 1,50 m dos apoios. As vigas foram dimensionadas para trabalhar entre os domínios dois e três (subarmadas). Duas vigas sem reforço foram ensaiadas como referência e doze vigas foram reforçadas, sendo o grupo A com duas camadas de PRF, o grupo B com três camadas e o grupo C com duas camadas e com pré-carregamento. A análise do comportamento das vigas foi realizada com os resultados das cargas e modos de ruptura, deformação específica das armaduras de flexão e de cisalhamento, deformação específica do concreto, deformação específica do reforço, deslocamento vertical das vigas e o desenvolvimento das fissuras. Os resultados experimentais foram comparados entre si e com as estimativas prescritas pelas normas técnicas Boletim 14 fib (2001), ACI 440.2R (2008) e ABNT NBR 6118 (2014) com adaptações para o cálculo da carga última das vigas com reforço híbrido. O reforço executado com a técnica de Colagem na Superfície do Concreto (CSC) mostrou-se eficiente. Em todos os grupos pesquisados as vigas com reforço híbrido tiveram desempenho superior ao das vigas com reforço simples. O incremento da carga última das vigas com reforço híbridas em relação à viga de referência variou entre 20,3 % e 21,5 %. A viga que apresentou o melhor resultado foi a reforçada com a primeira camada de PRFV e depois com uma camada de PRFC. Os modos de ruptura apresentados nas vigas reforçadas foram descolamento do PRF (primeira camada de PRFC) e destacamento do cobrimento (primeira camada de PRFV). Estes resultados mostram a influência da sequência de colagem do PRF no comportamento das vigas. Além disso, esta tese apresenta uma adaptação do método de cálculo de vigas com reforço híbrido à flexão colado na superfície do concreto. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This thesis describes an experimental research on reinforced concrete "T" beams strengthened with carbon fiber (CFRP) and glass fiber (GFRP) composites bonded to the concrete surface. 14 "T" beams were simply supported and divided into three groups in order to be tested. These beams with a span of 4.00 m and reinforcement ratio of 0.63 % were subjected to two concentrated loads, applied 1.50 m from the support. The beams were designed to work between domains two and three (under-reinforced). Two beams without FRP reinforcement were tested as reference and twelve beams were strengthened: group A with two layers of FRP, group B with three layers and group C with two layers and with preloading. The analysis was performed with the results of loads and failure modes, flexural and shear reinforcement strain, concrete strain, FRP strain, vertical displacement and cracking development. The experimental results were compared to each other and to the estimates described in Bulletin 14 fib (2001), ACI 440.2R (2008) and ABNT NBR 6118 (2014) with adaptations for calculating the ultimate load of beams with hybrid strengthening. The use of hybrid strengthening with Externally Bonded Reinforcement (EBR) showed efficiency. In all surveyed groups the beams with hybrid strengthening exhibited superior performance in relation to the beams with single strengthening. The increase of the ultimate load of the hybrid beams relative to the reference beam varied between 20.3% and 21.5 %. The beam with the best result was the one reinforced first with a layer of GFRP and then with a layer of CFRP. The failure modes of the strengthened beams presented were detachment of PRF (first layer of CFRP) and delamination (first layer of GFRP). These results show the influence of the sequence of bonding the FRP in the behavior of the beams. Moreover, this thesis also presents an adaptation for the analysis of beams with hybrid strengthening externally bonded to the concrete surface.

Dissertação (mestrado)-Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2009. / Submitted by samara castro (sammy_roberta7@hotmail.com) on 2010-12-17T11:42:18Z No. of bitstreams: 1 2009_FredericodeSouza.pdf: 3432380 bytes, checksum: e93cf77ff5e3885c9e2157fbcd47db36 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-12-17T22:29:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_FredericodeSouza.pdf: 3432380 bytes, checksum: e93cf77ff5e3885c9e2157fbcd47db36 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-12-17T22:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_FredericodeSouza.pdf: 3432380 bytes, checksum: e93cf77ff5e3885c9e2157fbcd47db36 (MD5) / Painéis estruturais de lâminas paralelas ou laminated veneer lumber (LVL) são painéis estruturais onde as lâminas de madeira são coladas paralelamente entre si com adesivos estruturais, usando-se altas temperaturas e pressões. Os LVLs são utilizados em substituição à madeira sólida para fins estruturais, principalmente em flanges de vigas de seção “I”. Confeccionaram-se quatro painéis LVLs sem prévia classificação das lâminas para cada espécie (Pinus oocarpa Schiede ex Schltdl - PO e Pinus kesiya Royle ex Gordon - PK, sorteando-se 22 lâminas de 2 mm de espessura, usando-se adesivo fenol-formaldeído à 190 g/m², à 150ºC por 45 minutos e 1,1 MPa de pressão específica. Avaliaram-se as seguintes propriedades de acordo com as normas específicas: na avaliação não-destrutiva – AND (velocidade de propagação das ondas de tensão – V0 e módulo de elasticidade dinâmico – Emd), em flexão estática (módulo de elasticidade – Em e módulo de ruptura – fm), em compressão paralela às fibras (resistência máxima à compressão paralela– fc,0), no cisalhamento paralelo e perpendicular à linha de cola (resistência máxima ao cisalhamento paralelo – fv,0 e perpendicular – fv,90), inchamento em espessura (IE), absorção de água (ABS) e taxa de não-retorno (TNRE), nos períodos de 2, 24 e 96 horas de imersão em água, perda de massa em podridão branca (PMPB), (Trametes versicolor) e podridão parda (PMPP) (Gloeophyllum trabeum). Os painéis LVLs de PO e PK não apresentaram delaminações ou bolhas. Os painéis de PK foram mais eficientes nas propriedades mecânicas: Em, Emd, V0, fm, fc,0; os de PO apresentaram menores ABS, IE e TNRE nos três períodos observados. A densidade aparente, o fv,0 e fv,90 foram iguais estatisticamente. A PMPB e PMPP foram estatisticamente iguais, sendo mais intensa na PMPP em ambos os LVLs. A predição das propriedades mecânicas por AND não foram eficientes em virtude da não pré-classificação das lâminas na confecção dos LVLs. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Laminated veneer lumber (LVL) is a structural board in which lumber veneers are glued together with structural adhesives at high temperatures and pressures. LVL are more commonly used to replace solid wood in “I”-beam flanges. This study aimed to evaluate the mechanical, physical and biological properties of LVL made from Pinus oocarpa Schiede ex Schltdl (PO) and Pinus kesiya Royle ex Gordon (PK) and to provide a nondestructive characterization thereof. Four PO and four PK LVL boards formed by 22 randomly selected 2-mm wide veneers were produced according to the following characteristics: phenol-formaldehyde (190g/m²), hot-pressing at 150ºC for 45 minutes and 2.8 N/mm² of specific pressure. Properties evaluated included: stress wave velocity (V0 ), dynamic modulus of elasticity (Emd), static bending modulus of elasticity (Em) and modulus of rupture (fm), parallel compression strength (fc,0), parallel shear strength (fgv,0) and perpendicular shear strength (fgv,90), thickness swelling (TS), water absorption (WA) and permanent thickness swelling (PTS) for 2, 24 and 96-hour of water immersion, weight loss by Trametes versicolor (Linnaeus ex Fries) Pilát (white rot) and Gloeophyllum trabeum (Persoon ex Fries.) Murrill (brown rot). After hot-pressing, no bubbles, delamination or warping were observed for both species. In general, PK boards presented higher mechanical properties: Em, Emd, V0, fm, fc,0 whereas PO boards were dimensionally more stable, with lower WA, TS and PTS in the 2, 24 and 96-hour immersion periods. Board density and fgv,0, fgv,90 and rot weight loss are statistically equal for PO and PK LVL. It was not very efficient the prediction of flexural properties of consolidated LVL by the nondestructive method used.

The total wind power capacity installed in the world has substantially grown during the last few years, mainly due to the increasing number of horizontal axis wind turbines (HAWT). Consequently, a big effort was employed to increase HAWT\'s power capacity, which is directly associated to the size of blades. Then, novel designs of blades may lead to very fexible structures, susceptive to large deformation, not only during extreme events, but also for operational conditions. In this context, this thesis aims to compare two geometrically nonlinear structural modeling approaches that handle large deformation of blade structures: 3D geometrically-exact beam and shell finite element models. Regarding the beam model, due to geometric complexity of typical cross-sections of wind turbine blades it is adopted a theory that allows creation of arbitrary multicellular cross-sections. Two typical blade geometries are tested, and comparisons between the models are done in statics and dynamics, always inducing large deformation and exploring the accuracy limits of beam models, when compared to shells. Results showed that the beam and shell models present very similar behavior, except when violations occur on the beam formulation hypothesis, such as when shell local buckling phenomena takes place. / A capacidade total de energia eólica instalada no mundo cresceu substancialmente nos últimos anos, principalmente devido ao número crescente de turbinas eólicas de eixo horizontal. Consequentemente, um grande esforço foi empregado com o intuito de aumentar a capacidade de produção das turbinas eólicas, que está diretamente associada ao tamanho das pás. Assim, surgiram projetos inovadores quanto à concepção de pás de turbinas eólicas levando a estruturas bastante flexíveis, susceptíveis a grandes deslocamentos, não apenas em eventos extremos, mas também em condições normais de operação. Nesse contexto, a presente dissertação tem por objetivo comparar duas abordagens de modelos estruturais geometricamente não-lineares capazes de lidar com grandes deslocamentos de pás de turbinas eólicas: elementos finitos geometricamente exatos 3D de vigas e cascas. Em relação ao modelo de viga, devido à complexidade geométrica das seções transversais típicas de pás de turbinas eólicas, adota-se uma teoria que permite a criação de seções transversais arbitrárias multicelulares. Duas geometrias de pás s~ao testadas e comparações entre os modelos s~ao feitas em análises estáticas e dinâmicas, sempre induzindo grandes deslocamentos e explorando os limites de precisão do modelo de viga, quando comparado ao modelo de cascas. Os resultados indicam que os modelos de viga e casca apresentam comportamento muito similar, exceto quando ocorrem violações em hipóteses do modelo de viga, tal como quando ocorre flambagem local do modelo de casca.

Na Engenharia Civil são diversos os métodos aplicados visando à otimização de estruturas. Esta dissertação apresenta um estudo e uma aplicação de um desses métodos: os Algoritmos Genéticos (AG\'s). Os Algoritmos Genéticos são algoritmos de busca, não-determinísticos, que trabalham com amostras do conjunto de soluções e se inspiram na teoria da evolução das espécies para resolver o problema. Neste trabalho de pesquisa buscou-se apresentar as principais técnicas e parâmetros utilizados por diversos autores neste tema. Como objetivo principal pretendeu-se, através dos conhecimentos adquiridos sobre o assunto, aplicá-lo na otimização topológica e paramétrica de vigas de concreto armado, submetidas a um carregamento distribuído. Adotaram-se restrições laterais das variáveis e comportamentais (tensões máximas admissíveis - ELU). Procurou-se trabalhar com variáveis discretas, que melhor representam a realidade do projetista de estruturas. Para aplicação desta técnica implementou-se um programa, em linguagem Java seguindo o paradigma de programação orientada a objetos. O programa foi testado aplicando-se a um problema de otimização abordado por outros autores. Um deles utilizou uma abordagem determinística para a solução do problema. Outro utilizou uma abordagem probabilística, porém com variáveis contínuas. Em 85% dos casos o programa (nomeado AGEN) conseguiu encontrar a solução ótima. Concluiu-se que os algoritmos genéticos são uma técnica bastante robusta, que proporciona resultados significativos, principalmente quando se trata de problemas complexos, com variáveis discretas e restrições em constantes mudanças. As deficiências desta técnica são a sua grande dependência em relação à amostra inicial da população, o seu custo computacional e a calibração de parâmetros. Procurou-se, através deste trabalho, apresentar aos pesquisadores e projetistas do campo da engenharia mais uma ferramenta que utiliza técnicas computacionais para encontrar melhores soluções para otimização de estruturas. Pretendendo-se, assim, estimular o desenvolvimento de mais pesquisas sobre este tema bastante promissor. / This work presents a study and application using Genetic Algorithms (GAs) to solve problems that optimization structures, more specifically concrete beans. The GAs are search algorithms, non-deterministics that works with a population of solutions. Its inspired on the evolutions theory of the species to solve problems. In this dissertation sought to show the most used techniques and parameters about this subject. The primary objective was (through the knowledge obtained during this research) to apply it in the topological and parametrical optimization of concrete beams, submitted by a distributed load. Lateral and behavioral constraineds are used. It was tried to work with a discrete variables, which represent more really the context of structures designer. To apply this technique a program was implemented, using the Java language through the oriented object paradigm. The program was tested applying a optimization problem approached by other authors. One of them used a deterministic approach to solution the problem. Another used a probabilistic approach, but with continuous variable. In 85% of the cases the program (called AGEN) get success. It was concluded that genetic algorithms are a very robust technique, which provides significant results, especially in complex problems with discrete variables and constraints on dynamic changes. The weaknesses of this technique are the high dependence on initial population, its computational cost and the parameters calibration. It was, in this work, presenting to scientists and designers in the structural engineering field another tool that uses computational techniques to find better solutions for structures optimization. It pretended to stimulate the development of more research on this topic enough promising.

Em um ambiente de competição e escassez de recursos, sistemas estruturais devem ser projetados levando-se em conta, além da funcionalidade, o custo total de construção e de operação da estrutura, bem como sua capacidade de geração de lucro. Verifica-se, portanto, que a minimização do custo total de um sistema estrutural passa, necessariamente, por uma otimização de parâmetros para o qual o sistema é projetado. Na análise de estruturas destacam-se as vigas, elementos em que a solicitação predominante em geral é a flexão. Além de uma revisão de conceitos de otimização e de seus métodos, este trabalho trata de flexão simples, programação linear e não-linear. São consideradas duas implementações de projeto ótimo para vigas: um exemplo em balanço, com material dado e seção escalonada, e outro para uma viga de concreto armado contínua. No decorrer do trabalho, as aplicações permitiram a utilização dos métodos Simplex e do Gradiente Reduzido Generalizado, conforme o tipo de problema de otimização. Para tanto, foram utilizadas as ferramentas computacionais Solver e Ftool, para otimização e análise estrutural, respectivamente. O trabalho apontou que o uso da otimização mostrou-se vantajoso, dado o vasto campo de aplicações na engenharia de estruturas. As conclusões firmadas propõem sugestões de trabalhos futuros, visando diminuir as simplificações adotadas para o cálculo e estudar modelos que incluam o efeito do cisalhamento, no sentido de torná-los mais próximos da realidade / In an environment of competition and shortage of resources, structural systems must be projected taking into account, over the functionality, the operation and the construction total cost of the structure, besides its capacity of generating profit. There is, therefore, that minimizing the total cost is for, necessarily, an optimization of parameters for which the system is designed. In the structural analysis there are the beams, elements that are subject to bending generally. Above a comprehensive review of concepts and methods of optimization, this work focuses on simple bending, linear and non-linear programming. There are two implementations considered for optimal design of beams: an example of cantilever beam with material given and discontinuous section and another of continuous beam with reinforced concrete. In this work, the applications permitted the use of the Simplex and Generalized Reduced Gradient methods in compliance with the type of optimization problem. Thus, the computational tools Solver and Ftoll were used, for optimization and structural analysis, respectively. The work showed that the use of optimization was beneficial, opening an wide field of applications in structures engineering. The conclusion proposes suggestions for future works in order to reduce the simplifications adopted and shear effect included for become the models closer to reality