Projeto ótimo de colunas semi-enterradas
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2008 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14827 |
Resumo: | Semi-embedded columns are structural elements with many day-a-day practical applications, mainly in foundation/structures of platforms, bridges, civil constructions, towers, etc. These elements have unstable behavior, requiring the development of reliable theoretical models for its structural project. The objective of this work is the optimal project of semi-embedded columns, whose decision variables are the dimensional parameters of the column. For this purpose is writing a multi-objective optimization problem that seeks to maximize the distance among the first three natural frequencies, at the same time is considering other conflicting objective function related to minimize the volume of the column. This optimization problem is subject to the constraints that limit the height of the foundation and verify if the critical load of Euler was obeyed. The dynamic model developed for the column uses the formulation of Lagrange to describe the behavior in a nonlinear soil. To solve the optimization problem two numerical methods are applied. These methods work with populations and are based on the natural process of evolution: the Differential Evolution method and Genetic Algorithm. The obtained results are compared and the methods performance analyzed by the following criteria: computational effort, algorithmic effort and execution time. Several numerical simulations checking the effectiveness of the developed methodology are presented. The optimal project of semi-embedded columns is calculated, resulting in a safe solution in terms of prevention of the dynamic oscillations and economic in terms of material cost, according to the conditions set by the designer. |
id |
UFU_0569cc9e253fb836ec949ed79067316b |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufu.br:123456789/14827 |
network_acronym_str |
UFU |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFU |
repository_id_str |
|
spelling |
Projeto ótimo de colunas semi-enterradasOptimal project of semi-embedded columnsColunas semi-enterradasFreqüências naturaisOtimizaçãoEvolução diferencialAlgoritmo genéticoColunas - Testes - Modelos matemáticosOtimização matemáticaSemi-embedded columnsNatural frequenciesOptimizationDifferential evolutionGenetic algorithmCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICASemi-embedded columns are structural elements with many day-a-day practical applications, mainly in foundation/structures of platforms, bridges, civil constructions, towers, etc. These elements have unstable behavior, requiring the development of reliable theoretical models for its structural project. The objective of this work is the optimal project of semi-embedded columns, whose decision variables are the dimensional parameters of the column. For this purpose is writing a multi-objective optimization problem that seeks to maximize the distance among the first three natural frequencies, at the same time is considering other conflicting objective function related to minimize the volume of the column. This optimization problem is subject to the constraints that limit the height of the foundation and verify if the critical load of Euler was obeyed. The dynamic model developed for the column uses the formulation of Lagrange to describe the behavior in a nonlinear soil. To solve the optimization problem two numerical methods are applied. These methods work with populations and are based on the natural process of evolution: the Differential Evolution method and Genetic Algorithm. The obtained results are compared and the methods performance analyzed by the following criteria: computational effort, algorithmic effort and execution time. Several numerical simulations checking the effectiveness of the developed methodology are presented. The optimal project of semi-embedded columns is calculated, resulting in a safe solution in terms of prevention of the dynamic oscillations and economic in terms of material cost, according to the conditions set by the designer.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoMestre em Engenharia MecânicaColunas semi-enterradas são elementos estruturais com grande aplicação no dia-a-dia, principalmente na fundação/estrutura de plataformas, pontes, construções civis, torres, etc. Estes elementos possuem comportamento instável, exigindo o desenvolvimento de modelos teóricos confiáveis para o seu projeto estrutural. O objetivo deste trabalho é o projeto ótimo de colunas semi-enterradas, cujas variáveis de decisão são os parâmetros dimensionais da coluna. Com esta finalidade é escrito um problema de otimização multi-objetivo que busca maximizar a distância entre as três primeiras freqüências naturais, ao mesmo tempo em que considera outra função objetivo, conflitante, relacionada com a minimização do volume da coluna. Este problema de otimização está sujeito a restrições que limitam a altura da fundação e verificam se a carga crítica de Euler foi obedecida. O modelo dinâmico desenvolvido para a coluna utiliza a formulação de Lagrange, para descrever o comportamento em um solo não-linear. Para resolver o problema de otimização, são aplicados dois métodos numéricos que trabalham com populações de indivíduos e baseiamse no processo de evolução natural: o método da Evolução Diferencial e o Algoritmo Genético. Os resultados obtidos são comparados e a performance dos métodos analisada através dos seguintes critérios: esforço computacional, esforço algorítmico e tempo de execução. Várias simulações numéricas são apresentadas, comprovando a eficácia da metodologia desenvolvida. O projeto ótimo da coluna semi-enterrada é calculado, resultando em uma solução segura em termos de prevenção das oscilações dinâmicas e econômica em termos de custo material, obedecendo às condições estabelecidas pelo projetista.Universidade Federal de UberlândiaBRPrograma de Pós-graduação em Engenharia MecânicaEngenhariasUFUSaramago, Sezimária de Fátima Pereirahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4793978T7Ribeiro, Carlos RobertoSantee, Donald Markhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4701479Y1Bergamaschi, Paulo Robertohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784683U0Queiroz, Thiago Alves de2016-06-22T18:40:03Z2009-05-182016-06-22T18:40:03Z2008-12-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfQUEIROZ, Thiago Alves de. Optimal project of semi-embedded columns. 2008. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2008.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14827porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2017-10-11T15:31:54Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/14827Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2017-10-11T15:31:54Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Projeto ótimo de colunas semi-enterradas Optimal project of semi-embedded columns |
title |
Projeto ótimo de colunas semi-enterradas |
spellingShingle |
Projeto ótimo de colunas semi-enterradas Queiroz, Thiago Alves de Colunas semi-enterradas Freqüências naturais Otimização Evolução diferencial Algoritmo genético Colunas - Testes - Modelos matemáticos Otimização matemática Semi-embedded columns Natural frequencies Optimization Differential evolution Genetic algorithm CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
title_short |
Projeto ótimo de colunas semi-enterradas |
title_full |
Projeto ótimo de colunas semi-enterradas |
title_fullStr |
Projeto ótimo de colunas semi-enterradas |
title_full_unstemmed |
Projeto ótimo de colunas semi-enterradas |
title_sort |
Projeto ótimo de colunas semi-enterradas |
author |
Queiroz, Thiago Alves de |
author_facet |
Queiroz, Thiago Alves de |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Saramago, Sezimária de Fátima Pereira http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4793978T7 Ribeiro, Carlos Roberto Santee, Donald Mark http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4701479Y1 Bergamaschi, Paulo Roberto http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784683U0 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Queiroz, Thiago Alves de |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Colunas semi-enterradas Freqüências naturais Otimização Evolução diferencial Algoritmo genético Colunas - Testes - Modelos matemáticos Otimização matemática Semi-embedded columns Natural frequencies Optimization Differential evolution Genetic algorithm CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
topic |
Colunas semi-enterradas Freqüências naturais Otimização Evolução diferencial Algoritmo genético Colunas - Testes - Modelos matemáticos Otimização matemática Semi-embedded columns Natural frequencies Optimization Differential evolution Genetic algorithm CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
description |
Semi-embedded columns are structural elements with many day-a-day practical applications, mainly in foundation/structures of platforms, bridges, civil constructions, towers, etc. These elements have unstable behavior, requiring the development of reliable theoretical models for its structural project. The objective of this work is the optimal project of semi-embedded columns, whose decision variables are the dimensional parameters of the column. For this purpose is writing a multi-objective optimization problem that seeks to maximize the distance among the first three natural frequencies, at the same time is considering other conflicting objective function related to minimize the volume of the column. This optimization problem is subject to the constraints that limit the height of the foundation and verify if the critical load of Euler was obeyed. The dynamic model developed for the column uses the formulation of Lagrange to describe the behavior in a nonlinear soil. To solve the optimization problem two numerical methods are applied. These methods work with populations and are based on the natural process of evolution: the Differential Evolution method and Genetic Algorithm. The obtained results are compared and the methods performance analyzed by the following criteria: computational effort, algorithmic effort and execution time. Several numerical simulations checking the effectiveness of the developed methodology are presented. The optimal project of semi-embedded columns is calculated, resulting in a safe solution in terms of prevention of the dynamic oscillations and economic in terms of material cost, according to the conditions set by the designer. |
publishDate |
2008 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2008-12-04 2009-05-18 2016-06-22T18:40:03Z 2016-06-22T18:40:03Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
QUEIROZ, Thiago Alves de. Optimal project of semi-embedded columns. 2008. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2008. https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14827 |
identifier_str_mv |
QUEIROZ, Thiago Alves de. Optimal project of semi-embedded columns. 2008. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2008. |
url |
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14827 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia BR Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica Engenharias UFU |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia BR Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica Engenharias UFU |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFU instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU) instacron:UFU |
instname_str |
Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
instacron_str |
UFU |
institution |
UFU |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFU |
collection |
Repositório Institucional da UFU |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
repository.mail.fl_str_mv |
diinf@dirbi.ufu.br |
_version_ |
1805569636842864640 |