Otimização de vigas alveolares de aço utilizando método dos elementos finitos e algoritmos genéticos.

Abstract

Os estudos sobre otimização de estruturas têm ganhado destaque na atualidade, a busca por consumir os recursos de forma mais consciente e eficaz incentivam o uso de tais técnicas em todos os campos de atuação, e não seria diferente na indústria da construção civil. Nesse sentido, o presente estudo tem por objetivo empregar técnicas de otimização computacional para determinar a máxima capacidade resistente das vigas alveolares de aço, para dois grupos de linhas de corte diferente, um gerando vigas com alvéolos em formato de hexágonos e outro gerando vigas alvéolos com formato de elipses, este segundo grupo contempla como caso particular as vigas com aberturas circulares. O estudo utiliza o programa de elementos finitos FEMOOP, elaborado em linguagem C++, e são implementados um elemento finito triangular de três nós, submetido a um estado plano de tensão, uma rotina para otimização da forma e uma rotina para detalhar a linha de corte ideal a partir do modelo encontrado. As rotinas implementadas são validadas a partir de modelos numéricos e experimentais encontrados na literatura, demonstrando que o programa desenvolvido encontra resultados consistentes. Alguns exemplos de vigas alveolares são otimizados e os resultados são apresentados, indicando que a forma dos alvéolos e tamanho dos montantes interfere significativamente na resistência do perfil expandido.