Dimensionamento otimizado de vigas em pórticos planos de concreto armado utilizando algoritmos genéticos

Abstract

O desenvolvimento de ferramentas computacionais proporcionou maiores facilidades na elaboração de projetos estruturais, entretanto ainda é comum a utilização de processos de tentativa e erro que dificilmente levam às soluções mais econômicas. Nesta dissertação, buscou-se incorporar ao processo de dimensionamento de vigas em pórticos planos de concreto armado o método de otimização dos Algoritmos Genéticos presente no software MATLAB. Foram seguidas as recomendações da NBR 6118 (ABNT, 2014), além de condições construtivas. As variáveis de projeto consideradas foram a base, a altura e o f𝒸ₖ da viga, com o objetivo de minimizar seu custo de execução. A fim de validar o programa foram realizadas comparações com um exemplo presente na literatura, sendo constatada a eficiência do programa desenvolvido nesta dissertação. Obteve-se redução de custo com a utilização da formulação matricial dos métodos dos deslocamentos em relação ao uso da simplificação de viga contínua. Com o auxílio do método estatístico de Planejamento de Experimentos observou-se que a altura é a variável com maior efeito sobre o custo e aumenta sua influência com o aumento dos vãos da viga. O f𝒸ₖ interferiu, principalmente, nas dimensões da seção transversal da viga otimizada. Foi analisado o comportamento das variáveis de projeto na otimização de quatro vigas com diferentes vãos, concluindo-se que o custo relativo às fôrmas é o mais significativo. Verificou-se, portanto, a eficiente adaptação dos Algoritmos Genéticos a um problema de otimização estrutural, sendo resultado desta dissertação uma ferramenta prática que possibilita o dimensionamento otimizado de vigas de concreto armado, reduzindo custos e incentivando novos estudos.