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Orientador: Maria Cecília Amorim Teixeira da Silva

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo

Resumo: Este trabalho tem como objetivo otimizar pórticos planos em concreto armado por meio de Algoritmo Genético cujo função objetivo é o custo, englobando os valores das fôrmas, do volume de concreto e das armaduras de flexão e de cisalhamento. Este trabalho considerou a análise dos Estados Limites de Serviço (flecha e abertura de fissuras) e dos Estados Limites Últimos (flexão e cisalhamento). O programa foi elaborado em linguagem Object Pascal por meio de ambiente Delphi a qual apresenta uma interface mais amigável ao usuário. A análise estrutural foi realizada pelo Método dos Deslocamentos. Para o dimensionamento das armaduras, foi criado um banco de dados de seções transversais de vigas e pilares, cada qual com suas respectivas áreas de aço e suas capacidades de carga características as quais foram determinadas conforme a NBR 6118:2014. Na otimização foi utilizada a técnica de Algoritmos Genéticos (AG). Ao final, o programa retorna o pórtico com o menor custo, levando em consideração a flexão, o cisalhamento e o Estado Limite de Serviço (ELS), em vigas, e flexo-compressão normal em pilares, caracterizando, portanto, uma situação mais próxima à realidade dos projetos de estruturas de concreto armado. Para comparação dos resultados foi usado o método de Busca Total dentro do banco de dados, com intuito de encontrar o pórtico com menor custo, corroborando os resultados obtidos pelo AG. O Algoritmo Genético forneceu resultados precisos com tempo de processamento significativamente menor que o Busca Total demonstrando a capacidade do AG em obter resultados satisfatórios com menor tempo computacional

Abstract: This work aims to optimize reinforced concrete plane frames using Genetic Algorithm (GA) technique, whose objective function is the cost, including the values of formwork, concrete volume and bending and shear reinforcement. This work considered serviceability limits (deflection and crack opening) and the ultimate limit sate (shear effects and bending). The software was developed in Object Pascal language through Delphi environment, allowing a more user friendly interface. The Structural analysis was performed using the Displacement Method. For the reinforcement design, a database of beam and column cross-sections was assembled, each with their respective steel areas and their characteristic load capacities that were determined according to Brazilian Standard NBR 6118:2014. Genetic Algorithms (GA) were used for optimization. At the end, the software provides the lowest cost frame, taking into account bending, shearing and serviceability limits in beams, and the uniaxial bending in columns, therefore providing a result closer to the reality of the designs of reinforced concrete structures. To compare the results, the Total Search method was applied to the database in order to find the lowest cost frame, corroborating the results obtained by the GA. The Genetic Algorithm provided accurate results with significantly less processing time than Total Search method, showing GA¿s ability to obtain satisfactory results with shorter computational time

Mestrado

Estruturas e Geotécnica

Mestre em Engenharia Civil