OTIMIZAÇÃO DIMENSIONAL, GEOMÉTRICA E TOPOLÓGICA DE TRELIÇAS: VALIDAÇÃO EXPERIMENTAL POR MEIO DE ESTRUTURAS DE PALITOS DE PICOLÉ

Authors

  • Joel Marcos Ozimboski Universidade de Passo Fundo
  • Gabriela Belé Guarnieri Universidade de Passo Fundo
  • Guilherme Fleith de Medeiros Universidade de Passo Fundo
  • Moacir Kripka Universidade de Passo Fundo

Abstract

Estruturas treliçadas têm um vasto campo de aplicações na engenharia. Sua flexibilidade de forma e dimensões, resistência elevada, peso próprio relativamente reduzido se comparado com outros modelos estruturais, são alguns dos fatores que possibilitam sua utilização em grande escala (STOLPE, 2015). Por serem estruturas bastante suscetíveis a diferentes configurações, técnicas de otimização surgem como uma ferramenta auxiliar ao projetista, trazendo parâmetros para o pré-dimensionamento dessas estruturas e proporcionando um projeto mais econômico e eficiente. O presente trabalho traz um estudo referente à otimização de treliças, voltado para a redução do  peso dessas estruturas, utilizando diferentes estratégias de otimização. Com o objetivo de validar os estudos numéricos, modelos reduzidos constituídos por palitos picolé e cola para madeira foram construídos e submetidos às cargas de projeto. Os ensaios realizados evidenciam a efetividade do dimensionamento otimizado.

Author Biographies

Joel Marcos Ozimboski, Universidade de Passo Fundo

Graduando em Engenharia Civil pela Universidade de Passo Fundo (UPF). Bolsista de Iniciação Científica pelo programa PIBIC/UPF nos anos de 2016 e 2017, tendo como foco o estudo das aplicações de Otimização Estrutural na Engenharia Civil. Atualmente atua como bolsista voluntário na mesma linha de pesquisa e trabalha na Divisão de Infraestrutura e Logística da FUPF.

 

Gabriela Belé Guarnieri, Universidade de Passo Fundo

Acadêmica do curso de Engenharia Civil.

Guilherme Fleith de Medeiros, Universidade de Passo Fundo

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade de Passo Fundo (2010) e mestrado em Engenharia pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Universidade de Passo Fundo (2012), com área de concentração em Infraestrutura e Meio Ambiente. Tem experiência na área de Otimização Estrutural. Atualmente é Professor Assistente II do Curso de Engenharia Civil da Universidade de Passo Fundo (UPF), na área de Estruturas, onde leciona disciplinas de Análise Estrutural e Resistência dos Materiais.

Moacir Kripka, Universidade de Passo Fundo

Possui graduação em Engenharia Civil pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - PUCRS (1986), especialização em estruturas também pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (1987), mestrado em Engenharia Civil pela Coordenação dos Programas de Pós-Graduação em Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro - COPPE/UFRJ (1990) e doutorado em Engenharia Civil pela Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo - EESC/USP (1998). Avaliador do INEP/MEC desde 2007. Professor Titular da Universidade de Passo Fundo, foi Coordenador do Curso de Engenharia Civil (de 1991 a 1994 e de 1998 a 2000) e Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental (de 2009 a 2013). Editor da Revista de Ciências Exatas Aplicadas e Tecnológicas - CIATEC/UPF. Membro do Conselho Editorial do Journal of Advances in Computational Design e do International Journal of Structural Glass and Advanced Materials Research. Presidente do Conselho Administrativo da Associação de Engenheiros e Arquitetos de Passo Fundo. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Mecânica das Estruturas, atuando principalmente nos temas de otimização e análise estrutural.

References

AVILA, J. J. Projeto: Guindastes de palitos de madeira. Disponível em: http://professor.ufabc.edu.br/~juan.avila/MecSol/Projeto%20Guindaste.pdf. Acesso em 06 mar. 2017.

BERNARDI, B. K; et al. Competição de guindastes de palitos de picolé no curso de engenharia civil da UPF. In: III SEMANA DO CONHECIMENTO. 2016. Passo Fundo. Anais eletrônicos... Disponível em: <http://semanadoconhecimento.upf.br/download/anais-2016/engenharias/Daniel-Kartabil-Bernardi-Competicao-de.pdf>. Acesso em 06 mar. 2017.

HUANG, X.; XIE, Y. M. Evolutionary Topology Optimization of Continuum Structures: Methods and Applications. UK: John Wiley and Sons Ltd, 2010.

KIRKPATRICK, S.; GELATT, C. D.; VECCHI M.P. Optimization by Simulated Annealing. Science, v. 220, n. 4598, p. 671‐680, 1983.

KRIPKA, M. Discrete optimization of trusses by simulated annealing. Journal of the brazilian society of mechanical sciences and engineering, v. 26, n. 2, p. 170-173, 2004.

KRIPKA, M. & DREHMER, G.A. Determinação da geometria e configuração ótimas em treliças metálicas de banzos paralelos. In: CHAMBERLAIN, Z.M., KRIPKA, M. Construção metálica: estudos e pesquisas recentes. Passo Fundo: UPF Editora, 2005. p. 100-119.

KRIPKA, M. et al. Guindaste de palitos: atividade didática construída por (e para) alunos da Engenharia Civil. In: XXXVI CONGRESSO NACIONAL DE MATEMÁTICA APLICADA E COMPUTACIONAL. 2016. Gramado. Resumos... São Carlos: Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics, vol. 5, N. 1, 2017. Disponível em: <https://proceedings.sbmac.org.br/sbmac/article/view/1491/1503>. Acesso em 08 mar. 2017.

MASSERA, J. M. A. Uma Nova Técnica para Otimização de Estruturas de Grande Porte [Rio de Janeiro] 2006 XI, 80 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M.Sc., Engenharia Mecânica, 2006).

OLIVEIRA, S. R. C. de; FALCÓN, G. A. S. Otimização geométrica de treliças planas utilizadas em coberturas metálicas. 2013. DOI: 10.5935/1809-2667.20130021.

SILVA, F. E. de C. Otimização dimensional, de forma e topológica de estruturas treliçadas utilizando um algoritmo híbrido. 2015. 142p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica, área de concentração Fenômenos de Transporte e Mecânica dos Sólidos) – Universidade Federal do Paraná, Curitiba.

STOLPE, M. Truss optimization with discrete design variables: a critical review. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2015. 53(2): 349-374. DOI: 10.1007/s00158-015-1333-x.

ZUO, Z. H. BESO2D Manual: Getting Started with BESO2D. Disponível em

https://www.rmit.edu.au/research/research-institutes-centres-and-groups/researchcentres/

centre-for-innovative-structures-and-materials/software. Acesso em: 10 de março de

Downloads

Published

2019-04-12

Issue

Vol. 11 No. 1 (2019)

Section

Artigos

License

Licença Creative Commons
Este obra está licenciado com uma Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.