Otimização estrutural de pórticos planos metálicos via algoritmos genéticos.
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Data
2025
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Editor
Universidade Federal do Oeste da Bahia
Resumo
RESUMO
No presente trabalho, é desenvolvida uma ferramenta computacional para otimização
de pórticos planos de estruturas metálicas. Para isso, criou-se rotinas para armazenar os
dados, realizar a análise estrutural, dimensionar e otimizar pórticos planos por meio de
Algoritmos Genéticos. A rotina de análise estrutural foi desenvolvida pelo Método da
Rigidez Direta, com cargas nodais combinadas, para determinar os deslocamentos e reações
nodais, além dos esforços internos dos membros. Na rotina de dimensionamento estrutural,
foi realizada a verificação de perfis de aço laminados do tipo W, para cada membro de um
pórtico, quanto aos seus atendimentos à norma brasileira referente a projetos de estruturas
em aço e estruturas mistas. A rotina de otimização encarregou-se de realizar a otimização
dimensional de determinados pórticos, através da técnica da computação evolutiva:
Algoritmos Genéticos. As seleções dos indivíduos durante as gerações dos Algoritmos
Genéticos, foram realizadas pelo método da roleta e os cruzamentos dos indivíduos
selecionados, pelo cruzamento de um ponto. Foram estudados três problemas de pórticos
planos. O primeiro, com apenas 2 elementos, teve a finalidade de validar as rotinas criadas
com a execução de 3 casos com diferentes parâmetros genéticos. Enquanto isso, os outros
dois pórticos (um com 3 pavimentos e 2 vãos, somando 15 elementos, e o outro com 10
pavimentos e 1 vão, somando 30 elementos, os quais já foram estudados por outros autores
da literatura) ocuparam-se de analisar a aplicação dos Algoritmos Genéticos em estruturas
com diferentes graus de complexidade. Foi possível validar as rotinas de análise e
dimensionamento comparando seus resultados com o software Ftool e com cálculos
manuais, respectivamente. A otimização dos pórticos foi satisfatória, encontrando soluções
mais leves em comparação a outros trabalhos já realizados na literatura. Identificou-se que,
para o pórtico com maior complexidade, ou seja, com maior quantidade de elementos e,
consequentemente, maior quantidade de soluções possíveis, se faz necessário a utilização de
agrupamentos dos elementos, a fim de diminuir o espaço de busca e melhorar o desempenho
do algoritmo.
Descrição
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao
Curso de Engenharia Civil da Universidade Federal do
Oeste da Bahia, como requisito à obtenção do grau de
Engenheiro Civil
Palavras-chave
Otimização estrutural, Pórticos planos, Estruturas metálicas, Análise estrutural, Algoritmos Genéticos, Engenharia
Citação
BARRETO, Áleson Miranda; VIEIRA, Pedro Cláudio dos Santos (Orientador). Otimização estrutural de pórticos planos metálicos via algoritmos genéticos. Barreiras, BA, 2019. 1 disco a laser para computa Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Oeste da Bahia. Centro das Ciências Exatas e das Tecnologias, Barreiras, BA, 2019.