Ana Beatriz Carvalho e Silva – Estruturas

DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE SEÇÕES DE VIGAS T EM CONCRETO ARMADO

Orientador: Gines Arturo Santos Falcón
Co-Orientador: Sergio Luis González Garcia
Nível: Mestrado
Área de Concentração: Estruturas
Situação: Concluída – Maio/2011

Resumo: Nos últimos anos, observa-se o uso cada vez mais freqüente de técnicas Programação Matemática e, mais recentemente, os Algoritmos Genéticos no projeto de estruturas de concreto armado. Neste contexto, esta dissertação apresenta uma metodologia para dimensionamento ótimo de vigas de concreto armado com seções T, submetidas à flexão simples.  No modelo de otimização adotado, busca-se definir vigas de custo de fabricação mínimo para uma dada solicitação externa. Neste trabalho apresenta-se uma comparação dos resultados obtidos utilizando-se Algoritmos de Programação Matemática e Algoritmos Genéticos, visando à identificação da técnica numericamente mais eficiente e que proporcione uma maior economia neste tipo de dimensionamento. No projeto ótimo, são consideradas como variáveis de projeto as dimensões da seção transversal e as áreas das armaduras nas zonas de tração e de compressão da viga. São consideradas restrições mecânicas referentes à capacidade resistente da viga e o seu funcionamento no domínio mais eficiente, considerando a posição ótima da linha neutra e as condições de ruptura de acordo com os materiais empregados. São adotados, também, limites geométricos sobre as variáveis de projeto decorrentes de normas de projeto locais. São estudadas as possibilidades de ruína que geram diversos casos, modelados com funções específicas para cada um deles. Adicionalmente, foi proposta uma metodologia para análise estrutural da seção baseada no estado limite último, que torna possível o cálculo da posição da linha neutra, das tensões nas armaduras de tração e de compressão e do momento resistente da seção. Além disso, foi feita uma análise da influência da resistência do concreto no custo de fabricação da viga. Os resultados realizados mostram, claramente, a grande vantagem de utilização de ferramentas de otimização estrutural no projeto de vigas de concreto armado.