Otimização de pórticos de concreto armado utilizando o sistema computacional ANSYS

Abstract

O presente trabalho tem por objetivo apresentar um procedimento para obtenção de projetos de custo mínimo, para pórticos planos de concreto armado com seções transversais retangulares. As instruções contidas no Guia de otimização estrutural da ASCE para obtenção de projetos ótimos são seguidas. A função objetivo envolve os custos do material e da mão-de-obra do concreto, da armadura e da forma. As variáveis de projeto são as dimensões da seção transversal das vigas e pilares que compõem o pórtico. As armaduras também são variáveis do problema, só que dependentes das variáveis anteriormente discutidas. As restrições impostas são baseadas nos critérios para projetos de concreto armado da norma americana, ACI. Para cada pilar as restrições consideradas são: capacidade de resistência da coluna e armadura máxima. Para as vigas as restrições impostas são: capacidade de resistência a flexão, armadura máxima e capacidade de resistência ao cisalhamento. No programa ANSYS, a análise linear elástica da estrutura via o método dos elementos finitos é conduzida. Um módulo específico foi desenvolvido e codificado contendo as especificações para dimensionamento das armaduras nas seções de cada elemento estrutural, bem como a formulação das restrições e função objetivo e as regras de associação das variáveis de projeto. Tal módulo é inserido no programa ANSYS para executar a otimização. Para obter projetos ótimos, algoritmos de programação não linear contidos neste programa são empregados. Para ilustrar o procedimento da otimização aqui descrito, exemplos são apresentados