Otimização multiobjetivo de outriggers em edifícios altos submetidos a cargas de vento

Autor: Felipe Morrone Barbat Parfitt, Inácio Benvegnu Morsch, Herbert Martins Gomes
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, Volume: 16, Issue: 2, Article number: e16203, Published: 02 SEP 2022
Revista IBRACON de Estruturas e Materiais v.16 n.2 2023
Revista IBRACON de Estruturas e Materiais
Instituto Brasileiro do Concreto (IBRACON)
instacron:IBRACON
ISSN: 1983-4195
Popis: This paper aims to investigate a methodology for determining the optimum floor positioning of outriggers (ORs) and belt-trusses (BTs) over tall buildings height. The primary goal is to reduce the maximum lateral drift (MLD) and the core base moment (CBM), individually and concurrently. Furthermore, the influence of these elements on other criteria such as maximum acceleration and natural frequencies are analyzed. Throughout the work, the behavior of the structure is verified when the stiffness ratio of the main elements used in the bracing system (core, perimeter columns, OR, and BT) are varied. Therefore, a three-dimensional model of a tall building under lateral wind load is analyzed, using the finite element method with ANSYS software. The mono and multi-objective optimizations were solved, respectively, by the Nelder-Mead method with the author’s modifications to deal with integer variables and by a utility function. Based on the results, it is concluded that by specifically adding ORs/ORs-BTs in tall buildings the influence on the reduction of the mentioned objectives is extremely relevant, reaching up to 68% for the CBM and 71% for the MLD, depending on the amounts employed. resumo: Neste trabalho os autores têm por objetivo investigar uma metodologia para determinação dos pavimentos ótimos ao implementar outriggers (ORs) e belt-trusses (BTs) ao longo da altura de um edifício alto para reduzir tanto o máximo deslocamento lateral (MDL), quanto o momento na base do núcleo (MBN), de forma separada e concorrente. Além disso, analisa-se a influência destes elementos sobre outros critérios como a máxima aceleração e as frequências naturais. Ao longo do trabalho verifica-se o comportamento da estrutura quando a relação de rigidez dos principais elementos do sistema de contraventamento (núcleo, colunas perimetrais, OR e BT) são variados. Sendo assim, um modelo tridimensional de um edifício alto sob ação lateral de vento é analisado, empregando o método dos elementos finitos usando o software ANSYS. As otimizações mono e multiobjetivo foram resolvidas, respectivamente, pelo método Nelder-Mead modificado para variáveis inteiras pelos autores e pela função de utilidade. Diante dos resultados, conclui-se que ao introduzir de forma específica os ORs/ORs-BTs em edifícios altos a influência na redução dos objetivos mencionados é extremamente relevante, podendo chegar a 68% para o MBN e 71% para o MDL, dependendo de suas quantidades empregadas.
Databáze: OpenAIRE
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