Aplicação da otimização topológica na redução de consumo de material em estruturas de concreto armado
Palavras-chave:
Otimização topológica, Modelos de bielas e tirantes, SIMP, Método dos Elementos Finitos, Concreto armadoResumo
A otimização topológica busca a melhor distribuição de material em um domínio de projeto, representando uma ferramenta computacional promissora para a concepção de estruturas mais leves e sustentáveis. Na construção em concreto, sua aplicação tem grande relevância, especialmente para a redução da pegada de carbono desse setor. Neste trabalho, aplica-se a otimização topológica para a geração de modelos simplificados de bielas e tirantes para um pilar com consolo e uma viga-parede, com vistas a auxiliar o dimensionamento por parte do projetista. Observa-se que os modelos gerados são fortemente influenciados pela geometria e pelas condições de carregamento, exigindo análise específica para cada projeto. Além disso, demonstra-se que a ferramenta implementada permite a identificação de regiões menos desfavoráveis para o posicionamento de aberturas, contribuindo para um consumo mais racional de aço no concreto armado.
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Referências
ALMEIDA, V. S.; SIMONETTI, H. L.; OLIVEIRA NETO, L. Comparative analysis of strut-and-tie models using Smooth Evolutionary Structural Optimization. Engineering Structures, v. 56, p. 1665-1675, 2013.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto. Rio de Janeiro: ABNT, 2023.
BENDSØE, M. P. Optimal shape design as a material distribution problem. Structural Optimization, v. 1, p. 193-202, 1989.
BENDSØE, M. P.; KIKUCHI, N. Generating optimal topologies in structural design using a homogenization method. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, v. 71, p. 197-224, 1988.
BRUGGI, M. Generating strut-and-tie patterns for reinforced concrete structures using topology optimization. Computers and Structures, v. 87, p. 1483-1495, 2009.
LIANG, Q. Q.; XIE, Y. M.; STEVEN, G. P. Topology Optimization of Strut-and-Tie Models in Reinforced Concrete Structures Using an Evolutionary Procedure. ACI Structural Journal, v. 97, p. 322-332, 2000.
SIGMUND, O. A 99 line topology optimization code written in Matlab. Structural and Multidisciplinary Optimization, v. 21, p. 120-127, 2001.
SORIANO, H. L. Método de Elementos Finitos em Análise de Estruturas. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2003.
STOIBER, N.; KROMOSER, B. Topology optimization in concrete construction: a systematic review on numerical and experimental investigations. Structural and Multidisciplinary Optimization, v. 64, p. 1725-1749, 2021.
UNITED NATIONS ENVIRONMENT PROGRAMME. Global Status Report for Buildings and Construction 2024/2025: Not just another brick in the wall – The solutions exist. Scaling them will build on progress and cut emissions fats. Paris: UNEP, 2025, 94 p.
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