Otimização da estrutura de contraventamento de edifícios em concreto armado formada por pórticos planos
| Autor: | Cavalcante, Ricardo Níkollas de Andrade |
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| Přispěvatelé: | Melo, Antônio Macário Cartaxo de |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2019 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) Universidade Federal do Ceará (UFC) instacron:UFC |
| Popis: | The search for space usage, coupled with new constructive technologies and advanced calculation methods for reinforced concrete, has resulted in increasingly taller and therefore slender buildings. In these buildings, the side-load resisting structure, responsible for the absorption of the horizontal actions, ensuring the desired stability level, is a highlight element in the project. In systems with beams, an alternative to the side-load resisting system for reinforced concrete buildings up to 20 floors is the consideration of moment-resisting plane frames in two directions. In case of flat slabs, there may be the necessity of an independent structure to the side-load resisting, for example, the usage of shear walls. It seems to be attractive a design tool that allow an automatic and optimized choice of the side-load resisting system considering both structural efficiency and cost, in addition the evaluation of the side-load resisting elements together and not just in isolation. Considering a structure composed of moment-resisting frames, a methodology must to be adopted to distribute the wind action to the system frames, which its own distribution depends on the moment-resisting frames’ stiffness involved. In this work, a formulation for the optimization of side-load resisting structures of reinforced concrete buildings made up of moment-resisting plane frames is presented. The wind action is distributed on frames using the method of compatibilized frames at the top. The design variables are the cross sections dimensions of the columns and beams, all them considered of discreet nature. It’s intended to investigate the influence of the relative stiffness of the beams and columns in the side-load resisting system, allowing that the model generate solutions to both slabs with beams and without beams. Functions associated to the concrete volume of the side-load resisting structures are used as objective function. The analysis is linear elastic and the constraints are relative to the instability parameters according to the Brazilian Standard NBR 6118:2014. The wind action is defined based on NBR 6123:1988 and the rigid diaphragm hypothesis is adopted for the behavior of the last floor slabs aiming the wind action distribution. The use of bio-inspired algorithms is evaluated in the applications and the relative contributions of the beams and columns in the stiffness of the moment-resisting frame are compared. A busca pelo aproveitamento de espaço, aliada a novas tecnologias construtivas e métodos de cálculo avançados para o concreto armado, tem resultado em edificações cada vez mais altas e, consequentemente mais esbeltas. Nestas edificações, a estrutura de contraventamento, responsável pela absorção das ações horizontais, assegurando o nível de estabilidade desejado, é um elemento de destaque no projeto. Nos sistemas de lajes com vigas, uma alternativa para o sistema de contraventamento de edificações em concreto armado até 20 pavimentos é a consideração de pórticos planos em duas direções. No caso de lajes lisas, pode haver necessidade de uma estrutura independente para o contraventamento, como por exemplo o uso de pilares parede. Parece atrativa uma ferramenta de projeto que permita a seleção automática e otimizada do sistema de contraventamento considerando tanto a eficiência estrutural quanto o custo e também a avaliação dos elementos de contraventamento em conjunto e não apenas de forma isolada. Pensando numa estrutura formada por pórticos, uma metodologia deve ser adotada para distribuir a ação do vento nos pórticos do sistema, onde a própria distribuição depende da rigidez dos pórticos envolvidos. O presente trabalho apresenta uma formulação para a otimização de estruturas de contraventamento de edifícios de concreto armado considerando a estrutura de contraventamento formada por pórticos planos. A ação do vento é distribuída nos pórticos usando o método dos pórticos compatibilizados no topo. As variáveis de projeto são as dimensões das seções transversais dos pilares e das vigas, todas consideradas de natureza discreta. Pretende-se investigar a influência da rigidez relativa das vigas e dos pilares no sistema, permitindo-se que o modelo gere soluções tanto para lajes com vigamento convencional quanto para sistemas estruturais com vigas faixa. Funções associadas ao volume de concreto da estrutura de contraventamento são usadas como função objetivo. A análise é linear elástica e as restrições são relativas aos parâmetros de instabilidade, de acordo com a norma brasileira NBR 6118:2014. A ação do vento é definida de acordo com a NBR 6123:1988 e a hipótese de diafragma rígido é adotada para as lajes do último pavimento visando a distribuição da ação do vento. É avaliada a utilização de algoritmos bioinspirados nas aplicações realizadas e as contribuições relativas das vigas e colunas na rigidez do pórtico são investigadas. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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