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Tipo do documento: Dissertação
Título: Otimização baseada em confiabilidade de treliças planas
Título(s) alternativo(s): Reliability based optimization of plane trusses
Autor: Castricini, Jessica Nogueira 
Primeiro orientador: Burgos, Rodrigo Bird
Primeiro membro da banca: Oliveira, Maria Fernanda Figueiredo de
Segundo membro da banca: Pereira, Anderson
Resumo: A otimização baseada em confiabilidade (RBDO) permite projetar estruturas cada vez mais leves, com menor custo, sem comprometer sua segurança. Apesar de custo e segurança serem objetivos a princípio discordantes na engenharia civil, a RBDO busca garantir essas condições simultaneamente. Para isso é necessário levar em consideração, durante o processo de otimização, além das restrições geométricas e mecânicas, a probabilidade de falha que a estrutura a ser otimizada deverá possuir. Este trabalho aborda um estudo de RBDO, considerando os modos de falha por flambagem e por escoamento, em treliças planas formadas por barras tubulares, possuindo como função objetivo o volume final da estrutura (a ser minimizado), considerando o diâmetro externo e a espessura das barras tubulares como variáveis a serem otimizadas. A otimização foi realizada a partir de algoritmos genéticos (GA) com o auxílio do software Matlab. O modelo possui restrições lineares (relação geométrica entre diâmetro e espessura, visando garantir estabilidade local, segundo a NBR 8800) e não-lineares (tensão, deslocamento, índice de confiabilidade e índice de esbeltez). Foram utilizadas treliças isostáticas de modo que existam expressões analíticas fechadas para tensões e deslocamentos, e a restrição probabilística foi considerada a partir do método PMA (Performance Measure Approach), com a probabilidade de falha sendo previamente definida. O principal objetivo deste trabalho é verificar qual é a influência dos modos de falha de uma estrutura no resultado da otimização, ou seja, no volume final da estrutura otimizada, quando considerados de forma independente e de forma simultânea.
Abstract: Reliability Based Design Optimization (RBDO) allows the design of increasingly slender structures, with lower costs, without compromising its safety. Despite costs and safety being apparently opposing objectives in civil engineering, RDBO seeks to ensure both conditions simultaneously. For that, it is necessary to take into consideration, during the optimization process, not only the geometrical and mechanical restrictions, but also the failure probability that the optimized structure should have. This work presents a RDBO study, considering the buckling and yielding failure modes, in plane trusses formed by tubular bars, having the final structure volume as the objective function (to be minimized), and taking the tubular bars external diameter and thickness as variables to be optimized. The optimization was performed using genetic algorithm (GA) with the assistance of Matlab software. The model has linear constraints (geometric relations between diameter and thickness, to ensure local stability, according to NBR 8800) and nonlinear constraints (stress, displacement, slenderness ratio and reliability index). Isostatic trusses were used in a way to ensure closed-form expressions for the stresses and displacements, and the probabilistic constraint was considered by PMA (Performance Measure Approach) method, with the failure probability being previously defined. The main objective in this work is to verify whether the structures’ failure modes influence in the optimization results, when considered independently and simultaneously.
Palavras-chave: Civil engineering
Reliability (Engineering)
Structural optimization
Genetic algorithms
Trusses (Civil construction)
Engenharia civil
Confiabilidade (Engenharia)
Otimização estrutural
Algorítmos genéticos
Treliças (Construção civil)
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Citação: CASTRICINI, Jessica Nogueira. Otimização baseada em confiabilidade de treliças planas. 2020. 138 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17131
Data de defesa: 4-Set-2020
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Civil

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