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Título: Algoritmos de otimização aplicados na avaliação da confiabilidade estrutural de vigas em concreto armado submetidas à flexão simples
Título(s) alternativo(s): Optimization algorithms applied to evaluation of structural reliability of reinforced concrete beams subjected to simple bending
Autor(es): Santos, Solange Regina dos
Orientador(es): Souza, Carlos Franscisco Pecapedra
Palavras-chave: Vigas de concreto
Concreto armado
Engenharia de estruturas
Algorítmos
Concrete beams
Reinforced concrete
Structural engineering
Algorithms
Data do documento: 6-Jun-2022
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Campo Mourao
Citação: SANTOS, Solange Regina dos. Algoritmos de otimização aplicados na avaliação da confiabilidade estrutural de vigas em concreto armado submetidas à flexão simples. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2022.
Resumo: A análise de confiabilidade estrutural tem um papel fundamental na avaliação da segurança de uma estrutura, sendo mencionada na literatura como a maneira mais racional de se projetar, principalmente no Brasil, uma vez que existem poucas informações relacionadas à confiabilidade das estruturas projetadas com base em normas nacionais. Devido a sua formulação convencional, a confiabilidade estrutural possibilita considerar as incertezas inerentes aos diversos parâmetros para a obtenção da probabilidade de falha, a qual pode ser determinada por meio da resolução de um problema de otimização restrito. Nesse contexto, um algoritmo amplamente empregado na resolução desse problema é o HLRF, contudo há situações em que ele pode não convergir. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi comparar o desempenho de algoritmos HLRF, iHLRF, nHLRF e HLRF-BFGS, na avaliação da confiabilidade estrutural de vigas em concreto armado submetidas a flexão simples e dimensionadas de acordo com as especificações estabelecidas pela ABNT NBR 6118:2014. O fato dos algoritmos nHLRF e HLFR-BFGS ainda não terem sido aplicados a nenhum problema prático real, como o proposto aqui, serviu de motivação adicional para a realização dessa pesquisa. Para tanto, experimentos numéricos foram realizados no intuito de, primeiramente, investigar o desempenho dos algoritmos e, também, analisar a influência das variáveis, estabelecidas no dimensionamento, no valor da probabilidade de falha das vigas. Os resultados indicaram que o algoritmo HLRF-BFGS é mais robusto do que os demais algoritmos e, além disso, a taxa de carregamento tem relevante influência na probabilidade de falha da estrutura.
Abstract: Structural reliability analysis has a fundamental role in the safety assessment of a structure, being mentioned in the literature as the most rational way to designing, especially in Brazil, since there is little information related to the reliability of structures designed based on national standards. Due to its conventional formulation, the structural reliability makes possible to consider the uncertainties inherent to the various parameters in order to obtain the probability of failure, which can be determined by solving a restricted optimization problem. In this context, na algorithm widely used to solve this problem is the HLRF, however, there are situations in which it may not converge. Therefore, the objective of this work was to compare the performance of HLRF, iHLRF, nHLRF and HLRF-BFGS algorithms, in the evaluation of the structural reliability of reinforced concrete beams submitted to simple bending and dimensioned according to the specifications established by ABNT NBR 6118:2014. The fact that the nHLRF and HLFR-BFGS algorithms have not yet been applied to any real practical problem, such as the one proposed here, it was an additional motivation for carrying out this research. Therefore, numerical experiments were carried out in order to investigate the performance of the algorithms and, also, to analyze the influence of the variables, established in the design, on the value of the failure probability of the beams. The results indicated that the HLRF-BFGS algorithm is more robust than the other algorithms and, in addition, the loading rate has a relevant influence on the probability of failure of the structure.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31327
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