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Título: Otimização do dimensionamento de vigas em concreto armado
Título(s) alternativo(s): Optimization of the design of reinforced concrete beams
Autor(es): Bolognese, Giovanna Busquim
Orientador(es): Tessari, Rodolfo Krul
Palavras-chave: Programação (Matemática)
Concreto armado
Vigas de concreto
Programming (Mathematics)
Reinforced concrete
Concrete beams
Data do documento: 28-Nov-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Apucarana
Referência: BOLOGNESE, Giovanna Busquim. Otimização do dimensionamento de vigas em concreto armado. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) — Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2019.
Resumo: As ferramentas utilizadas atualmente nos escritórios de engenharia, mesmo as mais modernas, exigem um pré-dimensionamento, que é realizado manualmente pelo projetista, por meio de tentativas e erros baseadas em suas experiências. Estes softwares fazem todos os ajustes necessários para garantir a segurança, porém a solução encontrada raramente é a mais econômica, visto que são diversos os resultados possíveis. Surge então a otimização como uma ferramenta de auxílio aos engenheiros que buscam economia, não só no custo da construção, como no tempo de elaboração do projeto. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou o desenvolvimento de uma rotina computacional visando otimizar o dimensionamento de vigas de concreto armado com base em critérios de custo de material e mão de obra. Este problema parte de uma função objetivo de custo para a seção transversal de uma viga, sujeita a restrições que garantam suas condições de segurança e outras limitações, a qual se deseja minimizar através de um método heurístico iterativo que recebe inicialmente alguns dados fornecidos pelo usuário. Através do algoritmo criado, as soluções buscadas podem ser encontradas, por meio das quais notou-se que a maior parte dos custos das vigas de concreto, quando comparados formas, concreto e aço, é devido às formas para momentos menores e a partir de um certo ponto as armaduras se sobressaem. E, com isso, um custo satisfatório se dá quando não há utilização das armaduras negativas para resistir aos esforços de compressão, sendo utilizadas somente quando a área de concreto é restrita por outros fatores, como, por exemplo, arquitetônicos. É evidente, também, que o custo com formas pode ser significativamente diminuído com sua reutilização, exaltando a predominância do aço nessa composição.
Abstract: Software currently used in engineering offices, even the most modern ones, require pre-sizing, which is done manually by the designer, through trial and error based on his experiences. This software makes all the necessary adjustments to ensure security, but the solution found is rarely the most economical, since the possible results are diverse. Mathematical optimization then emerges as an aid tool for engineers looking for savings, not only in the cost of construction, but also in the time of project design. In this context, the present work aimed to develop a computational routine to optimize the design of reinforced concrete beams based on material and labor cost criteria. This problem starts from an objective cost function for the cross section of a beam, subject to constraints that guarantee its safety conditions and other limitations, which is to be minimized through an iterative exact method that initially receives some user supplied data. Through the algorithm created, the solutions can be found, by which it was noticed that most of the costs of concrete beams, when compared shapes, concrete and steel, is due to the shapes for smaller moments and from a certain point the armor stands out. Thus, the lowest cost occurs when there is no use of negative reinforcement to resist compressive forces, being used only when the concrete area is restricted by other factors, such as architectural. It is evident that the cost of shapes can be significantly reduced with their reuse, pointing out the predominance of steel in this composition.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/17264
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