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Otimização de topologia de treliças baseado no conceito de Ground Structure considerando a encurvadura das barras
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
A presente dissertação aborda o tema de otimização de topologia utilizando o método de
Ground Structure considerando a encurvadura nos elementos das treliças.
A encurvadura (flexão lateral) é um fenómeno que ocorre nas estruturas quando os seus
elementos são sujeitos a forças de compressão elevadas nomeadamente superiores à chamada
carga crítica determinada por Euler, que é a carga máxima que os elementos suportam antes de
começarem a encurvar.
Relativamente à otimização utilizou-se a otimização de topologia com o conceito de
Ground Structure, porque é específico para estruturas reticuladas (treliças).
O objetivo foi criar um método simplificado que tivesse em conta a encurvadura dos
elementos num problema de otimização e com interesse a nível prático.
Utilizou-se o fator de redução 𝜒 do Eurocódigo 3 parte 1.1 porque as suas curvas de
dimensionamento aproximavam-se da curva da carga crítica de Euler.
Para se realizar uma análise de elementos finitos e cálculo de sensibilidades criou-se o
programa PROAES_Barra2D, o qual permite realizar análises lineares e não lineares. Este
programa teve como base o PROAES que foi um programa desenvolvido no DEMI. A diferença
de um para o outro é que o PROAES só realiza análises lineares e como a encurvadura apresenta
um comportamento não linear criou-se PROAES_Barra2D que conta com a implementação do
método criado na presente dissertação de forma a realizar ambas as análises para treliças em duas
dimensões.
Os problemas de otimização foram resolvidos com recurso ao PROAES_Barra2D em
conjunto com a toolbox (optimtool) do MATLAB.
A utilização destes dois programas permitiu a obtenção de excelentes resultados.
Conclui-se assim que o método implementado foi o correto e ideal pois, permite a
obtenção de bons resultados e que apresentam interesse prático.
Descrição
Palavras-chave
Otimização Topológica Ground Structure Encurvadura SQP (Sequencial Quadratic Program)