Diseño óptimo basado en costos de muros de contención de concreto armado considerando diferentes métodos de cálculo de capacidad de carga
Autores: Moayyeri, Neda; Gharehbaghi, Sadjad; Plevris, Vagelis
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Diseño óptimo basado en costos de muros de contención de concreto armado considerando diferentes métodos de cálculo de capacidad de carga
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Métodos
Capacidad portante
Costo de construcción
Muros de contención de hormigón armado
Problema de optimización
Criterios de diseño
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Este documento investiga el efecto de calcular la capacidad de carga a través de diferentes métodos en el costo de construcción óptimo de muros de contención de hormigón armado (RCRWs). Tres métodos conocidos de Meyerhof, Hansen y Vesic se utilizan para el cálculo de la capacidad de carga. Para modelar y diseñar los RCRWs, se desarrolla un código en MATLAB. Para alcanzar un diseño con el costo de construcción mínimo, el procedimiento de diseño está estructurado en el marco de un problema de optimización en el que el costo de construcción inicial de los RCRW es la función objetivo a minimizar. Los criterios de diseño (tanto geotécnicos como limitaciones estructurales) se consideran restricciones del problema de optimización. Las dimensiones geométricas del muro y la cantidad de refuerzo de acero se utilizan como variables de diseño. Para encontrar la solución óptima, se emplea el algoritmo de optimización de enjambre de partículas (PSO). Se utilizan tres ejemplos numéricos con diferentes alturas de muro para capturar el efecto de usar diferentes métodos de capacidad de carga en el costo de construcción óptimo de los RCRWs. Los resultados demuestran que, en la mayoría de los casos, el diseño final basado en el método de Meyerhof corresponde a un menor costo de construcción. Los hallazgos de la investigación también revelan que la diferencia entre los costos óptimos de los métodos disminuye al aumentar la altura del muro.
Descripción
Este documento investiga el efecto de calcular la capacidad de carga a través de diferentes métodos en el costo de construcción óptimo de muros de contención de hormigón armado (RCRWs). Tres métodos conocidos de Meyerhof, Hansen y Vesic se utilizan para el cálculo de la capacidad de carga. Para modelar y diseñar los RCRWs, se desarrolla un código en MATLAB. Para alcanzar un diseño con el costo de construcción mínimo, el procedimiento de diseño está estructurado en el marco de un problema de optimización en el que el costo de construcción inicial de los RCRW es la función objetivo a minimizar. Los criterios de diseño (tanto geotécnicos como limitaciones estructurales) se consideran restricciones del problema de optimización. Las dimensiones geométricas del muro y la cantidad de refuerzo de acero se utilizan como variables de diseño. Para encontrar la solución óptima, se emplea el algoritmo de optimización de enjambre de partículas (PSO). Se utilizan tres ejemplos numéricos con diferentes alturas de muro para capturar el efecto de usar diferentes métodos de capacidad de carga en el costo de construcción óptimo de los RCRWs. Los resultados demuestran que, en la mayoría de los casos, el diseño final basado en el método de Meyerhof corresponde a un menor costo de construcción. Los hallazgos de la investigación también revelan que la diferencia entre los costos óptimos de los métodos disminuye al aumentar la altura del muro.