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Title in Portuguese: Otimização multiobjetivo de lajes nervuradas em concreto armado
Author: Bezerra, Eric Mateus Fernandes
Advisor(s): Melo, Antônio Macário Cartaxo de
Keywords: Engenharia de estruturas
Lajes nervuradas
Lajes de concreto
Ribbed slab
Multi-objective optimization
Grillage analysis
Issue Date: 28-Nov-2017
Citation: BEZERRA, E. M. F. Otimização multiobjetivo de lajes nervuradas em concreto armado. 2017. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil)-Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Abstract in Portuguese: Em problemas que requerem grandes vãos, as lajes nervuradas em concreto armado têm desempenho comprovadamente mais eficiente do que as lajes maciças. Esse sistema, no entanto, tem sofrido modificações ante às exigências da norma de desempenho, levando ao questionamento da sua eficiência. De modo a verificar a eficiência econômica dos padrões de fôrma usualmente adotados na boa prática de projeto de lajes nervuradas, este trabalho apresenta um modelo de otimização multiobjetivo de pavimentos de lajes nervuradas em concreto armado, considerando a revisão da NBR 6118/2014 e exigências da NBR 15575/2013. A otimização, realizada mediante a utilização do algoritmo Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II), objetiva minimizar, simultaneamente, o custo total de concreto e aço e a emissão de CO2, respeitando as restrições quanto à resistência (ELU), à rigidez (ELS) e limites de norma. A abordagem multiobjetivo também foi aplicada na minimização do custo e maximização das frequências naturais. As variáveis de projeto são: largura e altura da nervura, distância entre eixos das nervuras, espessura da mesa, área de aço e resistência do concreto à compressão. Na análise estrutural, foi utilizada a analogia de grelha, que tem levado a resultados satisfatórios na análise desse tipo de laje. Foi proposta uma metodologia baseada no conceito da espessura equivalente para desacoplar o modelo de otimização da geração da malha da grelha. Os resultados mostraram que a mudança nas dimensões mínimas levou a um aumento no custo do sistema de em média 37,51%. Além disso, foi possível inferir que o custo monetário e a emissão de CO2 não são de naturezas conflitantes, fato que indica que, ao minimizar o custo monetário, naturalmente estará sendo obtida uma boa solução ambiental.
Abstract: Reinforced concrete ribbed slabs are more suitable than conventional concrete slabs when applied in large gaps. However, the minimum dimensions of this system have been modified, leading to questioning its efficiency. In order to verify the economic efficiency of the shape patterns usually adopted in the design of ribbed slabs, this work presents a multiobjective optimization model of reinforced concrete ribbed slabs, in accordance with the standards NBR 6118/2014 and NBR 15575/2013. The multiobjective optimization is related to the application of the NSGA II algorithm for the minimization of the economic cost and CO2 emission and for the minimization of the cost and maximization of the natural frequencies, according to the design restrictions. The design variables are rib width, depth of rib, ribs spacing, the top slab thickness, reinforcement steel and compressive strength of the concrete. The grillage analysis, which has led to satisfactory results in the design of this type of slab, was used in the structural analysis of slabs. The proposed methodology was based on the equivalent thickness concept to decouple the optimization model from grid mesh generation. The results showed that the change in the minimum dimensions resulted in an increase of 37.5% of the average cost. In addition, the results indicate that the economic cost and CO2 emission are closely related, which indicates that minimizing the cost will be obtained a good environmental solution.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/38336
metadata.dc.type: Dissertação
Appears in Collections:DECC - Dissertações defendidas na UFC

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