Óptimo diseño de estructuras de placas plegadas de hormigón armado según ACI 318-11 utilizando un algoritmo de cómputo suave
Autores: Yousif, Sayed; Saka, Mehmet Polat; Kim, Sanghun; Geem, Zong Woo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Óptimo diseño de estructuras de placas plegadas de hormigón armado según ACI 318-11 utilizando un algoritmo de cómputo suave
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Algoritmo de diseño óptimo
Estructuras de placas plegadas de concreto reforzado
ACI 318-11
ACI 318.2-14
Variables
Costo
Técnicas de computación suave
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
En este documento se presenta un algoritmo de diseño óptimo para estructuras de placas plegadas de hormigón armado. Las disposiciones de diseño se implementan mediante ACI 318-11 y ACI 318.2-14, que son bastante complejas de aplicar. Los variables de diseño se dividen en tres clases. La primera clase se refiere a las variables que involucran las placas, que son el número de soportes, los espesores de las placas, las configuraciones de refuerzo longitudinal y transversal, la longitud de cada placa, y el ángulo de inclinación de las placas inclinadas. La segunda clase consiste en las variables que involucran a los miembros auxiliares (vigas y diafragmas) en cuanto a la profundidad y anchura, y las configuraciones de refuerzo longitudinal y de corte. La tercera clase de variables puede ser las columnas de soporte, que involucran las dimensiones de la columna a lo largo de cada eje y las configuraciones de refuerzo longitudinal y de corte. La función objetivo se considera como el costo total de la estructura de placa plegada, que consiste en el costo del hormigón, el refuerzo y el encofrado que se requiere para construir el edificio. Con esta formulación, el problema de diseño se convierte en un problema de programación no lineal discreta. Su solución se obtiene mediante tres técnicas de computación suave diferentes, que son colonia artificial de abejas, evolución diferencial y búsqueda mejorada de antenas de escarabajo. La mejora sugerida hace uso de la población de escarabajos en lugar de uno, como es el caso en el algoritmo estándar. Con esta mejora novedosa, el algoritmo de búsqueda de antenas de escarabajo se volvió muy eficiente. Se diseñan dos estructuras de placas plegadas mediante el algoritmo de diseño óptimo propuesto. Se observa que el algoritmo de evolución diferencial funcionó mejor que las otras dos metaheurísticas y logró la solución más económica.
Descripción
En este documento se presenta un algoritmo de diseño óptimo para estructuras de placas plegadas de hormigón armado. Las disposiciones de diseño se implementan mediante ACI 318-11 y ACI 318.2-14, que son bastante complejas de aplicar. Los variables de diseño se dividen en tres clases. La primera clase se refiere a las variables que involucran las placas, que son el número de soportes, los espesores de las placas, las configuraciones de refuerzo longitudinal y transversal, la longitud de cada placa, y el ángulo de inclinación de las placas inclinadas. La segunda clase consiste en las variables que involucran a los miembros auxiliares (vigas y diafragmas) en cuanto a la profundidad y anchura, y las configuraciones de refuerzo longitudinal y de corte. La tercera clase de variables puede ser las columnas de soporte, que involucran las dimensiones de la columna a lo largo de cada eje y las configuraciones de refuerzo longitudinal y de corte. La función objetivo se considera como el costo total de la estructura de placa plegada, que consiste en el costo del hormigón, el refuerzo y el encofrado que se requiere para construir el edificio. Con esta formulación, el problema de diseño se convierte en un problema de programación no lineal discreta. Su solución se obtiene mediante tres técnicas de computación suave diferentes, que son colonia artificial de abejas, evolución diferencial y búsqueda mejorada de antenas de escarabajo. La mejora sugerida hace uso de la población de escarabajos en lugar de uno, como es el caso en el algoritmo estándar. Con esta mejora novedosa, el algoritmo de búsqueda de antenas de escarabajo se volvió muy eficiente. Se diseñan dos estructuras de placas plegadas mediante el algoritmo de diseño óptimo propuesto. Se observa que el algoritmo de evolución diferencial funcionó mejor que las otras dos metaheurísticas y logró la solución más económica.