XII Simposio Internacional de Estructuras y Geotecnia 2019 -XII Coloquio de Análisis, Diseño y Monitoreo Estructural

XII Simposio Internacional de Estructuras y Geotecnia 2019

Herramienta DOCE para el diseño óptimo de conjuntos estructurales. Aplicaciones

Resumen [ES]

En el trabajo se presenta la confección de una herramienta para la optimización de conjuntos estructurales considerando factores usualmente ignorados en la modelación por los proyectistas como la ISE. Esta herramienta está programada sobre la base de las funciones del CSi API SAP2000-MATLAB, algoritmo que se había desarrollado con anterioridad, pero que no estaba programado para asimilar los cambios producidos al cambiar de modelo, por lo que se decidió corregir esta situación y crear una Interfaz Gráfica que permitiera una mejor utilización de la herramienta por parte del usuario. Existe por otra parte, la gran problemática de encontrar un método robusto de optimización, que garantice encontrar la mejor solución en la menor cantidad de tiempo posible, debido a las características especiales de la optimización estructural sobre la base de conectar un súper lenguaje de programación con un programa de análisis, modelación y diseño estructural, donde se consume un gran tiempo computacional. En este trabajo se presenta la optimización mediante Algoritmos Genéticos (GA) y Optimización por Enjambre de Partículas (PSO), pero al comprobar que estos métodos de forma simple no siempre brindan las mejores soluciones, se pensó en la programación de un método compuesto a partir de la creación de una población inicial, con cualquiera de los dos métodos simples, para que el otro comience la optimización con esta población inicial, obteniendo mejores resultados. En cuanto a los resultados estructurales, se pueden establecer ciertos criterios: en vigas, al incluir la ISE los peraltos óptimos tienden a aumentar para enfrentar las solicitaciones provocadas por los asentamientos diferenciales, obteniéndose de forma general, relaciones L/hópt que oscilan entre 14.5 y 18 y valores de cuantías geométricas óptimas entre 0.85 y 1.4 para el refuerzo positivo, y 1.75 y 2.45 para el negativo. En columnas se destaca el uso de elementos con rectangularidades de hasta 1.85, en la dirección que más longitud tenga el pórtico, aunque para estructuras de más de dos niveles, esta rectangularidad queda condicionada por garantizar la rigidez horizontal de la estructura para el cumplimiento de los desplazamientos máximos en esta dirección, mientras que las columnas interiores deben tener rectangularidades cercanas a 1, si la estructura es simétrica. En el caso de los cimientos, los resultados son similares a lo ocurrido con las columnas, ya que se destaca el uso de cimentaciones rectangulares en la dirección de la luz más grande, excepto para los cimientos interiores, siempre y cuando, al igual que en columnas, las estructuras sean simétricas.

Resumen [EN]

En el trabajo se presenta la confección de una herramienta para la optimización de conjuntos estructurales considerando factores usualmente ignorados en la modelación por los proyectistas como la ISE. Esta herramienta está programada sobre la base de las funciones del CSi API SAP2000-MATLAB, algoritmo que se había desarrollado con anterioridad, pero que no estaba programado para asimilar los cambios producidos al cambiar de modelo, por lo que se decidió corregir esta situación y crear una Interfaz Gráfica que permitiera una mejor utilización de la herramienta por parte del usuario. Existe por otra parte, la gran problemática de encontrar un método robusto de optimización, que garantice encontrar la mejor solución en la menor cantidad de tiempo posible, debido a las características especiales de la optimización estructural sobre la base de conectar un súper lenguaje de programación con un programa de análisis, modelación y diseño estructural, donde se consume un gran tiempo computacional. En este trabajo se presenta la optimización mediante Algoritmos Genéticos (GA) y Optimización por Enjambre de Partículas (PSO), pero al comprobar que estos métodos de forma simple no siempre brindan las mejores soluciones, se pensó en la programación de un método compuesto a partir de la creación de una población inicial, con cualquiera de los dos métodos simples, para que el otro comience la optimización con esta población inicial, obteniendo mejores resultados. En cuanto a los resultados estructurales, se pueden establecer ciertos criterios: en vigas, al incluir la ISE los peraltos óptimos tienden a aumentar para enfrentar las solicitaciones provocadas por los asentamientos diferenciales, obteniéndose de forma general, relaciones L/hópt que oscilan entre 14.5 y 18 y valores de cuantías geométricas óptimas entre 0.85 y 1.4 para el refuerzo positivo, y 1.75 y 2.45 para el negativo. En columnas se destaca el uso de elementos con rectangularidades de hasta 1.85, en la dirección que más longitud tenga el pórtico, aunque para estructuras de más de dos niveles, esta rectangularidad queda condicionada por garantizar la rigidez horizontal de la estructura para el cumplimiento de los desplazamientos máximos en esta dirección, mientras que las columnas interiores deben tener rectangularidades cercanas a 1, si la estructura es simétrica. En el caso de los cimientos, los resultados son similares a lo ocurrido con las columnas, ya que se destaca el uso de cimentaciones rectangulares en la dirección de la luz más grande, excepto para los cimientos interiores, siempre y cuando, al igual que en columnas, las estructuras sean simétricas.

Sobre el ponente

Iván Negrin

MsC. Iván Negrin

UCLV Flag of Cuba
Información Práctica
Spanish / Español
junio 25, 2019 11:50 a. m.
15 minutos
Sala Polivalente I
Autores
Msc. alejandro negrin
MsC. Iván Negrin
Dr. ing. ernesto chagoyén
Palabras clave
conjunto estructural
metaheurísticas
optimización estructural