CONTRIBUIÇÃO A OTIMIZAÇÃO MULTIOBJETIVO DE RADIERS ESTAQUEADOS MODELADOS VIA ELEMENTOS FINITOS

Abstract

Este artigo apresenta o uso da otimização multiobjetiva aplicada ao projeto geométrico de um radier estaqueado apoiado em um solo c-f, em termos da minimização do seu custo total (f₁), do volume de material (f₂) e do seu recalque máximo (f₃), quando submetido a um carregamento constante na forma de pressão. A minimização dessas funções objetivo é realizada através do software de programação MATLAB, empregando o algoritmo multiobjetivo de otimização evolutiva NSGA-II. A modelagem numérica do radier estaqueado é realizada no software ANSYS APDL, usando redução de modelo por simetria geométrica e o conceito de estado plano de deformações. O solo é representado pelo modelo elasto-plástico de Drucker-Prager e a fundação pela teoria da elasticidade. Um elemento plano, dotado de oito nós e dois graus de liberdade de translação por nó é utilizado na discretização do solo e fundação, enquanto elementos de contato são utilizados na interface solo-fundação, sujeita a pequenos escorregamentos. O radier estaqueado em estudo é composta por 16 estacas igualmente espaçadas, de mesmo comprimento e diâmetro. O modelo numérico obtido é acoplado ao MATLAB, e, via NSGA-II as funções objetivo são minimizadas através da variação do comprimento, diâmetro e espaçamento das estacas e espessura da placa da fundação. Os resultados numéricos obtidos, em termos das variações f₁ x f₃ e f₂ x f₃, são apresentados em termos da frente ótima de Pareto pelo otimizador, e demonstram numericamente a importância do uso da otimização multiobjetivo na redução do custo total, do volume e do recalque máximo da fundação.