Design optimization of a reinforced concrete frame building to minimize the drift.
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Date
2016
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Abstract
Los marcos de hormigón armado son un sistema estructural utilizado en todo el mundo, especialmente en los países en desarrollo, debido al costo relativamente bajo del sistema en comparación con otras alternativas. Como reflejo de esta ubicuidad, los investigadores han propuesto métodos de optimización basados en diferentes marcos de optimización, que son capaces de proporcionar buenas soluciones para el problema de optimización, sin embargo, su uso en la práctica por parte de los ingenieros estructurales ha sido escaso. Esta situación se ha producido debido a que estos métodos utilizan modelos estructurales no lineales para evaluar el desempeño sísmico y que son difíciles de implementar para el ingeniero estructural promedio. Además, éstos no pueden proporcionar resultados dentro de los plazos utilizados en la práctica de la ingeniería. Esta investigación presenta un método de optimización para mejorar el rendimiento sísmico de edificios de marcos de hormigón que utiliza la optimización de frecuencias propias para formular el problema y optimización geométrica y el método de homogenización de proponer algoritmos de solución eficientes. El método se aplicó para optimizar edificios con varias configuraciones de altura y planta. Los beneficios de optimización se evaluaron mediante análisis tiempo historia no lineales los análisis aplicados a modelos de fibras de los edificios, cuyos resultados se utilizan para llevar a cabo evaluaciones basadas en la ingeniería sísmica basada en desempeño. Los resultados muestran que la aplicación del método reduce las derivas y desplazamientos de entrepiso en los pisos inferiores y que la fragilidad a colapso de los edificios se reduce. Además, los edificios optimizados tienen una distribución más uniforme de la deriva a lo largo de la altura de los edificios, como consecuencia de la distribución de resistencia que resulta de la aplicación del método. El trabajo futuro en este tema puede llevarse a cabo investigando la aplicación de la optimización de frecuencias propias para marcos de acero, así como evaluar si la formulación del problema se puede extender para incluir más variables de diseño sin comprometer la simplicidad en la formulación y el rendimiento computacional.
Description
Tesis (Doctor in Engineering Sciences)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2016