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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/15214
Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Título: | Otimização de vigas de concreto armado de seção retangular utilizando o Método GRG e o Excel Solver |
Autor(es): | Silva, Moizés Tenório da |
Primeiro Orientador: | Ricardo, Alverlando Silva |
metadata.dc.contributor.referee1: | Verde, Salvatore |
metadata.dc.contributor.referee2: | Correia, Vinicius Costa |
Resumo: | O presente estudo busca otimizar vigas biapoiadas de concreto armado de seções retangulares submetidas à flexão simples e ao cisalhamento, minimizando os custos de materiais e mão de obra. Utiliza-se a técnica de Gradiente Reduzido Generalizado (GRG) implementada no Excel Solver para aprimorar o custo final das vigas, considerando as dimensões da seção transversal como variáveis. A otimização foi conduzida em duas etapas: a primeira avaliou a influência da variação do comprimento da viga e do carregamento distribuído (5 a 25 kN/m); a segunda analisou a variação do comprimento da viga e do fck (20 a 45 MPa). As variáveis de projeto incluíram as dimensões da base e da altura da seção transversal, a armadura de tração e compressão, e os estribos. As restrições seguiram as normas da NBR 6118/2023. Os resultados mostraram que a altura da seção transversal é a variável mais sensível, enquanto a base permaneceu relativamente constante. Com o aumento do comprimento e do carregamento, houve um incremento no custo total da viga, exigindo maior área de aço e aplicação de contraflecha para atender aos limites de deflexão. O aumento do fck resultou em redução das dimensões transversais até um ponto de estabilização em 40 MPa, onde o custo total atingiu o valor mínimo. Observou-se que o custo de forma representou a maior parcela do custo total, seguido pelo aço e pelo concreto. A metodologia aplicada mostrou-se viável e prática na otimização estrutural de vigas de concreto armado. No entanto, recomenda-se incluir a reutilização de formas e explorar diferentes métodos de otimização em estudos futuros. |
Abstract: | the present study aims to optimize simply supported reinforced concrete beams with rectangular sections subjected to simple bending and shear, minimizing material and labor costs. The Generalized Reduced Gradient (GRG) technique implemented in Excel Solver is used to enhance the final cost of the beams, considering the dimensions of the cross-section as variables. The optimization was conducted in two stages: the first evaluated the influence of varying beam length and distributed loading (5 to 25 kN/m); the second analyzed the variation in beam length and fck (20 to 45 MPa). The design variables included the base and height dimensions of the cross-section, the tension and compression reinforcement, and the stirrups. The constraints followed the norms of NBR 6118/2023. The results showed that the height of the cross-section is the most sensitive variable, while the base remained relatively constant. With the increase in length and loading, there was an increase in the total cost of the beam, requiring a larger area of steel and the application of camber to meet deflection limits. The increase fck resulted in a reduction of the cross-sectional dimensions up to a stabilization point at 40 MPa, where the total cost reached its minimum value. It was observed that formwork cost represented the largest portion of the total cost, followed by steel and concrete. The applied methodology proved to be feasible and practical in the structural optimization of reinforced concrete beams. However, it is recommended to include the reuse of formwork and explore different optimization methods in future studies. |
Palavras-chave: | Construção civil Otimização estrutural Concreto armado Vigas de concreto Gradiente Reduzido Generalizado – GRG Excel Solver Flexão simples Structural optimization Concrete beams Simple bending Generalized Reduced Gradient (GRG) |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
Sigla da Instituição: | UFAL |
metadata.dc.publisher.department: | Curso de Engenharia Civil - Bacharelado |
Citação: | SILVA, Moizés Tenório da. Otimização de vigas de concreto armado de seção retangular utilizando o Método GRG e o Excel Solver. 91 f. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) - Unidade Delmiro Gouveia - Campus do Sertão, Universidade Federal de Alagoas, Delmiro Gouveia, 2024. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/15214 |
Data do documento: | 5-ago-2024 |
Aparece nas coleções: | Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Graduação - ENGENHARIA CIVIL - UNIDADE DELMIRO GOUVEIA |
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OTIMIZAÇÃO DE VIGAS DE CONCRETO ARMADO DE SEÇÃO RETANGULAR UTILIZANDO O MÉTODO GRG E O EXCEL SOLVER.pdf | 1.32 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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