Otimização de colunas em perfis formados a frio de seção transversal tipo rack.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Coimbra, Keitiane Fátima
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/13884
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Otimização de colunas em perfis formados a frio de seção transversal tipo rack.Otimização estruturalAlgoritmos genéticosPerfis formados a frioMétodo da resistência diretaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Os perfis formados a frio têm como uma das suas principais vantagens a facilidade de fabricação e a grande flexibilidade quanto as formas geométricas que podem assumir. Essas características motivam que até mesmo as formas geométricas convencionais sejam estudadas com a finalidade de que tenham seu desempenho melhorado e sejam obtidas seções transversais com maiores relações resistência/peso e, consequentemente, mais eficientes e econômicas. Neste contexto, as técnicas de otimização vêm como uma importante ferramenta auxiliar de busca e, portanto, será utilizada nesta pesquisa com o intuito de se obter seções transversais do tipo rack com melhor desempenho quando submetidas à compressão centrada, já que esta tipologia de seção é usualmente utilizada em colunas de sistemas de armazenagem industrial, além de existirem poucos estudos com foco nesse objetivo. Como técnica de otimização, adotou-se o Algoritmo Genético, responsável por indicar a seção mais eficiente em função da avaliação da sua capacidade resistente, quantificada pelo Método da Resistência Direta (MRD). Este, por sua vez, necessita de uma análise de estabilidade prévia, que foi realizada por meio do Método das Faixas Finitas (MFF) em conjunto com o Método das Faixas Finitas Restringidas (MFFr), sendo utilizados para a obtenção das cargas críticas de flambagem. Realizou-se 126 análises, considerando-se seções com e sem enrijecedores, três funções objetivo, elemento de coluna com contenção lateral contínua e comprimento destravado de 1500 mm e, também, sob diferentes condições de restrições voltadas ao uso e quantidade de material. De maneira geral, os resultados demonstraram que por meio do processo de otimização é possível encontrar seções rack ótimas com maior tensão resistente característica se comparada a seção utilizada como referência. Para o elemento de coluna com contenção contínua, foi possível encontrar seções com aumento da tensão resistente característica de cerca de 38 a 40%. Além disso, a eficiência do processo de otimização mostrou-se dependente do comprimento do elemento de coluna e, principalmente no comprimento destravado de 1500mm, das restrições impostas ao problema.The cold-formed steel profiles have two of the major advantages, they are easy to manufacture and have a large range of possible shapes. Those characteristics motivate even research about the convectional shapes, to improve performance obtaining cross-sections with better capacity-to-weight ratio, therefore, more economic efficiency. In this context, optimization techniques come as an important auxiliary search tool and, therefore, will be used in this research to obtain rack-type cross-sections with better performance when subjected to axial compression, since this section typology is usually used in uprights of industrial storage systems, and few studies are focusing on this objective. As an optimization technique, the Genetic Algorithm (GA) was adopted, responsible for indicating the most efficient section in terms of the evaluation of its resistance capacity, quantified by the Direct Strength Method (DSM). This, in turn, requires a previous stability analysis, which was performed using the Finite Strips Method (FSM) in conjunction with the constrained finite strip method (cFSM), being used to obtain the critical buckling loads. 126 analyzes were performed, considering sections with and without stiffeners, three objective functions, continuously braced column element and unbraced length of 1500 mm, and also under different conditions of constraints related to the use and quantity of material. In general, the results showed that through the optimization process it is possible to find optimal sections with higher characteristic resistance stress when compared to the section used as a reference. For the continuously braced column element, it was possible to find an increase in the characteristic resistance stress of about 38 to 40%. Furthermore, the efficiency of the optimization process depends on the length of the column element and, especially on the unbraced length of 1500mm, on the constraints imposed on the problem.Alves, Vinicius NicchioSarmanho, Arlene Maria CunhaAlves, Vinicius NicchioSarmanho, Arlene Maria CunhaRibeiro, Diogo Rodrigo FerreiraSouza, Flávio Teixeira deCoimbra, Keitiane Fátima2021-10-27T23:45:03Z2021-10-27T23:45:03Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCOIMBRA, Keitiane Fátima. Otimização de colunas em perfis formados a frio de seção transversal tipo rack. 2021. 131 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/13884http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 22/10/2021 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOP2021-10-27T23:45:12Zoai:repositorio.ufop.br:123456789/13884Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332021-10-27T23:45:12Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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