Análise de sistemas de contraventamento obtidos através da otimização topológica.

Abstract

O crescimento vertical das cidades vem acontecendo de maneira acelerada, tornando as estruturas de contraventamento cada vez mais relevantes. Dado o cenário atual da engenharia de extrema competitividade, os engenheiros e construtores necessitam que seus projetos cumpram os requisitos de desempenho e segurança com um custo menor que os concorrentes, buscando projetos mais racionalizados e uma maior eficiência da estrutura. Tendo em vista a evolução das ferramentas de simulação numérica e a evolução da capacidade computacional, atualmente pode-se determinar uma estrutura otimizada através da otimização topológica (OT), que determina a distribuição ótima de material considerando condições de contorno com intuito de minimizar a energia de deformação na estrutura. No presente trabalho, emprega-se o método de OT, BESO (Bi-directional Evolutionary Structural Optimization), para estudar sistemas de contraventamentos em edifícios altos. As cargas de vento que atuam na edificação foram obtidas através de dados de ensaios experimentais em túnel de vento, com ângulos de incidência 0°; 45°; 90°. No estudo paramétrico, consideram-se edificações com diferentes relações de B:D:H (largura:profundidade:altura) e controle geométrico tais como simetria e repetição de padrões ao longo da estrutura. Os resultados obtidos com o método BESO, utilizando uma viga submetida ao esforço de torção, mostraram uma flexibilidade expressivamente menor em comparação aos resultados de outros autores. Enquanto que no estudo paramétrico, a flexibilidade encontrada na estrutura para incidência do vento a 90° foram menores em relação a flexibilidade da estrutura para os ângulos 0° e 45°. Por fim, o programa convergiu em uma solução ótima para todos os parâmetros inseridos no estudo dos diferentes casos.