[pt] O presente trabalho propõe uma formulação para o projeto
ótimo de pilares
de edifícios altos de concreto armado. São variáveis de
projeto as dimensões da
seção transversal e a armadura longitudinal dos pilares e
a resistência
característica do concreto. A fim de reduzir o tamanho
desta classe de problema, a
estratégia de solução em multinível é aplicada. O problema
é então subdividido
em um problema global de otimização conectado a uma série
de subproblemas
individuais de otimização. No problema global são
determinadas as dimensões da
seção transversal de todos os pilares e a resistência
característica do concreto,
enquanto que nos subproblemas individuais são determinadas
apenas as
armaduras longitudinais dos pilares. As variáveis dos
subsistemas são
freqüentemente chamadas de variáveis locais, enquanto que
as variáveis do
sistema global, responsáveis pela interação entre os
grupos de variáveis, são
denominadas variáveis globais ou de acoplamento. A função
objetivo do problema
de otimização é o custo total das colunas do edifício. Os
edifícios são modelados
como pórticos espaciais e a não-linearidade geométrica é
considerado na análise
estrutural. A hipótese de diafragma rígido é adotada para
o comportamento das
lajes e a rigidez à torção é desprezada em todas as barras
do pórtico. Cargas
permanentes, acidentais e devidas ao vento são aplicadas
ao modelo. Restrições
relativas aos estados limite último e de utilização, bem
como restrições relativas
aos limites máximos e mínimos atribuídos a cada variável,
são impostas ao
problema de otimização. Adicionalmente, impõem-se
restrição sobre o parâmetro
de instabilidade, caso este parâmetro seja empregado na
determinação dos
esforços globais de 2a ordem. Os estados limite são
definidos de acordo com o
código brasileiro para projeto de estruturas de concreto
NBR-6118 (2003). O
problema de otimização proposto é resolvido empregando-se
técnicas de
programação matemática. / [en] This work proposes a formulation for the optimum design of
columns of
reinforced concrete tall buildings. The design variables
are the dimensions of the
cross-sections and the amount of longitudinal
reinforcement in the columns and
the concrete characteristic resistance. Aiming at reducing
the size of this class of
problem, the multilevel optimization technique is applied
so that the problem is
subdivided into a global problem connected with a series
of dependent subproblems.
In this kind of problem, the design variables are
subdivided into two
groups, namely, the group of the so called global
variables, represented here by
the cross-section dimensions of the columns and by the
concrete characteristic
resistance, and the group of local variables, represented
here by the areas of the
longitudinal steel reinforcement in the cross-sections of
the columns.
Consequently, a global optimization problem is defined for
the global variables, at
the global level, and local independent optimization sub-
problems are defined for
the local design variables, at the local levels, following
each iteration at the global
level. The objective function of the optimization problem
is the total cost of the
columns of the building. The buildings are modeled as
three dimensional frames
and geometric nonlinear behavior is considered in the
structural analysis. The
assumption of rigid diaphragm is adopted for the
structural behavior of the slabs
and the torsional stiffness of elements is neglected.
Dead, live and wind loads are
applied to the model. Constraints related to ultimate and
serviceability limit states,
as well as lateral constraints, are imposed to the design
variables. The limit states
are defined according to the Brazilian Code for reinforced
concrete structures
NBR-6118 (2003). The solution of the optimization problem
is obtained using
Mathematical Programming techniques.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:7985 |
| Date | 24 March 2006 |
| Creators | SANDOVAL JOSE RODRIGUES JUNIOR |
| Contributors | GIUSEPPE BARBOSA GUIMARAES |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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