Otimização do peso de estruturas treliçadas metálicas utilizando algoritmos genéticos

Abstract

Este trabalho visa a otimização de sistemas estruturais articulados que atende as restrições de segurança e premissas de projeto impostas. Atualmente são fundamentais soluções de projeto estruturais que cumpram sua finalidade, quanto à resistência e durabilidade, e demandem recursos materiais reduzidos e estruturas exequíveis, tonando-as eficientes e de baixo custo. Este trabalho otimiza a estrutura mediante redução do peso estrutural até uma solução que não extrapole as restrições impostas (tensão axial, deslocamento nodal e flambagem global do elemento). Aborda como variável de projeto a área da seção transversal dos elementos, de domínio contínuo ou discreto. O processo de busca da solução ótima foi desenvolvido por um programa de otimização estrutural em linguagem MATLAB com interface de entrada e saída de dados no software comercial GiD. Para implementar as rotinas de análise e otimização estrutural são utilizados o Método dos Elementos Finitos e o método de otimização dos Algoritmos Genéticos. Para fins de validação do programa desenvolvido, exemplos práticos e conhecidos na literatura foram aplicados e os resultados analisados e comparados aos obtidos por outros autores ou pela metodologia tradicional de dimensionamento. Para os exemplos práticos foram utilizados 4 (quatro) domínios discretos para a variável de projeto, utilizando-se de perfis comerciais (C, I, U e T). O estudo comprova a robustez do algoritmo proposto, considerando que os resultados obtidos se demonstram confiáveis e de custo computacional adequado. Sendo iguais ou próximos daqueles comparados com a literatura e significativamente inferiores quando comparados com a metodologia tradicional de dimensionamento.