Otimização de vigas em perfis formados a frio utilizando algoritmos genéticos.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santana, Nalberth Vicentin
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/18283
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 vigas em perfis formados a frio utilizando algoritmos genéticos.Otimização estruturalVigas - perfis formados a frioAlgorítmos genéticosConfiabilidade - engenharia - método da resistência diretaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Elementos estruturais em perfil formado a frio são fabricados a partir do dobramento de chapas metálicas esbeltas, conferindo às obras civis a redução do peso estrutural e facilidades no transporte e armazenagem. Esses perfis possuem diversas aplicações na construção civil, como os sistemas de armazenagem industrial. Por serem fabricados com chapas finas, esses elementos estruturais estão sujeitos à fenômenos de instabilidade que podem reduzir a resistência. As análises de estabilidade elástica necessárias à avaliação dos perfis formados a frio são executadas por métodos que fornecem a curva de assinatura característica de cada seção. Alguns programas de análise, como o CUFSM, possuem código aberto, o que facilita a integração a algoritmos de otimização, como o Algoritmo Genético. No processo de otimização estrutural de vigas, é importante que se obtenha soluções que possibilite a redução da área de seção transversal e deslocamento sem comprometimento da resistência do elemento. O presente estudo teve como objetivo a obtenção de seções transversais de vigas em perfil formado a frio otimizadas para sistemas de armazenagem industrial porta-pallets. Os perfis otimizados foram obtidos a partir da aplicação de funções objetivo e resolução via Algoritmo Genético. O cálculo do momento fletor resistente característico foi realizado de acordo com o Método da Resistência Direta da ABNT NBR 14762/2010, com cargas críticas definidas por análise de estabilidade elástica com o CUFSM, em uma rotina de análise implementada pela plataforma MATLAB. Quatro seções foram estudadas, verificando o conjunto ótimo de altura, largura e enrijecedores que atendiam aos objetivos definidos pelas funções, assumindo valores de referência de uma seção retangular tipicamente utilizada. Os resultados demonstram a possibilidade de fabricação de vigas em perfil formado a frio que consumam menos material e/ou que possuam melhor momento de inércia em relação à seção de referência, sem o comprometimento da resistência do elemento estrutural. Conclui-se que algumas combinações de enrijecedores que tornam as seções mais simples são mais eficientes que soluções complexas.Cold-formed structural elements are made by folding thin sheets of metal, reducing the weight of structures and making them easier to transport and store. These profiles have various civil engineering applications, such as industrial storage systems. Because they are made from thin sheets, these structural elements are subject to instability phenomena that can reduce their strength. The elastic stability analyses required to evaluate cold-formed profiles are performed using methods that provide the characteristic signature curve of each section. Some analysis programs, such as CUFSM, are open source, which facilitates integration with optimization algorithms such as the Genetic Algorithm. In the process of structural optimization of beams, it is important to obtain solutions that reduce the cross-sectional area and displacement without compromising the strength of the element. The objective of this study was to obtain optimized cross-sections of cold-formed beams for industrial pallet storage systems. The optimized cross-sections were obtained by applying objective functions and solving them using the Genetic Algorithm. The calculation of the characteristic bending moment was carried out according to the direct resistance method of ABNT NBR 14762/2010, with critical loads defined by the elastic stability analysis with CUFSM, in an analysis routine implemented by the MATLAB platform. Four sections were studied, checking the optimal set of height, width and stiffeners that meet the objectives defined by the functions, assuming reference values of a typically used rectangular section. The results show that it is possible to produce cold-formed beams that consume less material and/or have a better moment of inertia with respect to the reference section, without compromising the strength of the structural element. It is concluded that some combinations of stiffeners that make the sections simpler are more efficient than complex solutions.Alves, Vinicius NicchioSarmanho, Arlene Maria CunhaAlves, Vinicius NicchioSarmanho, Arlene Maria CunhaNeves, Francisco de Assis dasSouza, Flávio Teixeira deSantana, Nalberth Vicentin2024-08-19T17:55:42Z2024-08-19T17:55:42Z2024info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSANTANA, Nalberth Vicentin. Otimização de vigas em perfis formados a frio utilizando algoritmos genéticos. 2024. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2024.https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/18283Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Stateshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 09/05/2024 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. 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