Modelado matemático del costo óptimo para el diseño de zapatas combinadas
Autores: Luévanos-Rojas, Arnulfo; Santiago-Hurtado, Griselda; Moreno-Landeros, Victor Manuel; Olguin-Coca, Francisco Javier; López-León, Luis Daimir; Diaz-Gurrola, Eyran Roberto
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Modelado matemático del costo óptimo para el diseño de zapatas combinadas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Papel
Modelo matemático
Hormigón armado
Zapata combinada
Algoritmo genético
Costo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo presenta un modelo matemático novedoso para determinar el costo mínimo del diseño de zapatas combinadas de hormigón armado bajo flexión biaxial, con cada columna utilizando un algoritmo genético. Se asume que la presión se distribuye linealmente a lo largo del área de contacto. Este estudio consta de dos pasos: en primer lugar, identificar el área de contacto con el suelo más pequeña y, en segundo lugar, minimizar el costo. La metodología integra cálculos de momento, corte por flexión y corte por punzonamiento de acuerdo con la norma ACI. Algunos autores presentan un área más pequeña (pero limitada a una o dos líneas de propiedad) y el diseño considera que el espesor de las zapatas y la viga son iguales, y no muestran el menor costo de una zapata combinada; generalmente, la viga tiene un espesor mayor que las zapatas y, por lo tanto, las zapatas tendrían un espesor innecesario que generaría un costo más alto. Se muestra un ejemplo numérico para encontrar el costo más bajo para el diseño de zapatas combinadas considerando cuatro condiciones diferentes, como zapatas cuadradas y otras limitaciones en los extremos de las zapatas. El área mínima no garantiza que sea el costo más bajo. El modelo propuesto es versátil, aplicable a zapatas en forma de T y rectangulares, y no está restringido a líneas de propiedad específicas. Las contribuciones incluyen la eliminación de prácticas de prueba y error, la adaptación a diversas condiciones de diseño y el énfasis en el equilibrio en las ecuaciones derivadas. El modelo es adaptable a diferentes códigos de construcción, ofreciendo un enfoque integral para lograr un diseño óptimo y consideraciones de costo para zapatas combinadas.
Descripción
Este artículo presenta un modelo matemático novedoso para determinar el costo mínimo del diseño de zapatas combinadas de hormigón armado bajo flexión biaxial, con cada columna utilizando un algoritmo genético. Se asume que la presión se distribuye linealmente a lo largo del área de contacto. Este estudio consta de dos pasos: en primer lugar, identificar el área de contacto con el suelo más pequeña y, en segundo lugar, minimizar el costo. La metodología integra cálculos de momento, corte por flexión y corte por punzonamiento de acuerdo con la norma ACI. Algunos autores presentan un área más pequeña (pero limitada a una o dos líneas de propiedad) y el diseño considera que el espesor de las zapatas y la viga son iguales, y no muestran el menor costo de una zapata combinada; generalmente, la viga tiene un espesor mayor que las zapatas y, por lo tanto, las zapatas tendrían un espesor innecesario que generaría un costo más alto. Se muestra un ejemplo numérico para encontrar el costo más bajo para el diseño de zapatas combinadas considerando cuatro condiciones diferentes, como zapatas cuadradas y otras limitaciones en los extremos de las zapatas. El área mínima no garantiza que sea el costo más bajo. El modelo propuesto es versátil, aplicable a zapatas en forma de T y rectangulares, y no está restringido a líneas de propiedad específicas. Las contribuciones incluyen la eliminación de prácticas de prueba y error, la adaptación a diversas condiciones de diseño y el énfasis en el equilibrio en las ecuaciones derivadas. El modelo es adaptable a diferentes códigos de construcción, ofreciendo un enfoque integral para lograr un diseño óptimo y consideraciones de costo para zapatas combinadas.