Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14827
metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Projeto ótimo de colunas semi-enterradas
Other Titles: Optimal project of semi-embedded columns
metadata.dc.creator: Queiroz, Thiago Alves de
metadata.dc.contributor.advisor1: Saramago, Sezimária de Fátima Pereira
metadata.dc.contributor.referee1: Ribeiro, Carlos Roberto
metadata.dc.contributor.referee2: Santee, Donald Mark
metadata.dc.contributor.referee3: Bergamaschi, Paulo Roberto
metadata.dc.description.resumo: Colunas semi-enterradas são elementos estruturais com grande aplicação no dia-a-dia, principalmente na fundação/estrutura de plataformas, pontes, construções civis, torres, etc. Estes elementos possuem comportamento instável, exigindo o desenvolvimento de modelos teóricos confiáveis para o seu projeto estrutural. O objetivo deste trabalho é o projeto ótimo de colunas semi-enterradas, cujas variáveis de decisão são os parâmetros dimensionais da coluna. Com esta finalidade é escrito um problema de otimização multi-objetivo que busca maximizar a distância entre as três primeiras freqüências naturais, ao mesmo tempo em que considera outra função objetivo, conflitante, relacionada com a minimização do volume da coluna. Este problema de otimização está sujeito a restrições que limitam a altura da fundação e verificam se a carga crítica de Euler foi obedecida. O modelo dinâmico desenvolvido para a coluna utiliza a formulação de Lagrange, para descrever o comportamento em um solo não-linear. Para resolver o problema de otimização, são aplicados dois métodos numéricos que trabalham com populações de indivíduos e baseiamse no processo de evolução natural: o método da Evolução Diferencial e o Algoritmo Genético. Os resultados obtidos são comparados e a performance dos métodos analisada através dos seguintes critérios: esforço computacional, esforço algorítmico e tempo de execução. Várias simulações numéricas são apresentadas, comprovando a eficácia da metodologia desenvolvida. O projeto ótimo da coluna semi-enterrada é calculado, resultando em uma solução segura em termos de prevenção das oscilações dinâmicas e econômica em termos de custo material, obedecendo às condições estabelecidas pelo projetista.
Abstract: Semi-embedded columns are structural elements with many day-a-day practical applications, mainly in foundation/structures of platforms, bridges, civil constructions, towers, etc. These elements have unstable behavior, requiring the development of reliable theoretical models for its structural project. The objective of this work is the optimal project of semi-embedded columns, whose decision variables are the dimensional parameters of the column. For this purpose is writing a multi-objective optimization problem that seeks to maximize the distance among the first three natural frequencies, at the same time is considering other conflicting objective function related to minimize the volume of the column. This optimization problem is subject to the constraints that limit the height of the foundation and verify if the critical load of Euler was obeyed. The dynamic model developed for the column uses the formulation of Lagrange to describe the behavior in a nonlinear soil. To solve the optimization problem two numerical methods are applied. These methods work with populations and are based on the natural process of evolution: the Differential Evolution method and Genetic Algorithm. The obtained results are compared and the methods performance analyzed by the following criteria: computational effort, algorithmic effort and execution time. Several numerical simulations checking the effectiveness of the developed methodology are presented. The optimal project of semi-embedded columns is calculated, resulting in a safe solution in terms of prevention of the dynamic oscillations and economic in terms of material cost, according to the conditions set by the designer.
Keywords: Colunas semi-enterradas
Freqüências naturais
Otimização
Evolução diferencial
Algoritmo genético
Semi-embedded columns
Natural frequencies
Optimization
Differential evolution
Genetic algorithm
Colunas - Testes - Modelos matemáticos
Otimização matemática
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Citation: QUEIROZ, Thiago Alves de. Optimal project of semi-embedded columns. 2008. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2008.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14827
Issue Date: 4-Dec-2008
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Thiago.pdf1.17 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.