Métodos de optimización de inteligencia de enjambre híbrido para puentes compuestos de acero y concreto de baja energía incorporada
Autores: Martínez-Muñoz, David; García, Jose; Martí, Jose V.; Yepes, Víctor
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Métodos de optimización de inteligencia de enjambre híbrido para puentes compuestos de acero y concreto de baja energía incorporada
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Optimización de puentes
Energía incorporada
Costo
Viga cajón
Acero-hormigón
Algoritmos metaheurísticos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
La optimización de puentes es un desafío significativo, dado el gran número de configuraciones posibles del problema. La energía incorporada y el costo se tomaron como funciones objetivas para un problema de optimización de viga cajón de acero-hormigón considerando ambos como objetivos únicos. La energía incorporada se eligió como criterio sostenible para comparar los resultados con el costo. Se utilizaron el algoritmo de búsqueda global estocástica TAMO, la inteligencia de enjambre búsqueda del cuco (CS) y los algoritmos seno coseno (SCA) para lograr este objetivo. Para permitir que las técnicas SCA y SC resuelvan el problema de optimización discreta del puente, se utilizó la técnica de discretización aplicando la técnica de agrupamiento k-means. Como resultado, se descubrió que SC producía valores de función energética objetiva comparables a TAMO mientras reducía el tiempo de cálculo en un 25,79%. Además, la optimización del costo y el análisis de energía incorporada revelaron que cada euro ahorrado utilizando metodologías metaheurísticas disminuía el consumo de energía para este problema de optimización en 0,584 kW·h. Además, al incluir celdas en las partes superior e inferior de las almas, se mejoró el comportamiento de la sección, al igual que los resultados de optimización para los dos objetivos de optimización. Este estudio concluye que el diseño de doble acción compuesta en los soportes hace que los refuerzos longitudinales continuos en la brida inferior sean innecesarios.
Descripción
La optimización de puentes es un desafío significativo, dado el gran número de configuraciones posibles del problema. La energía incorporada y el costo se tomaron como funciones objetivas para un problema de optimización de viga cajón de acero-hormigón considerando ambos como objetivos únicos. La energía incorporada se eligió como criterio sostenible para comparar los resultados con el costo. Se utilizaron el algoritmo de búsqueda global estocástica TAMO, la inteligencia de enjambre búsqueda del cuco (CS) y los algoritmos seno coseno (SCA) para lograr este objetivo. Para permitir que las técnicas SCA y SC resuelvan el problema de optimización discreta del puente, se utilizó la técnica de discretización aplicando la técnica de agrupamiento k-means. Como resultado, se descubrió que SC producía valores de función energética objetiva comparables a TAMO mientras reducía el tiempo de cálculo en un 25,79%. Además, la optimización del costo y el análisis de energía incorporada revelaron que cada euro ahorrado utilizando metodologías metaheurísticas disminuía el consumo de energía para este problema de optimización en 0,584 kW·h. Además, al incluir celdas en las partes superior e inferior de las almas, se mejoró el comportamiento de la sección, al igual que los resultados de optimización para los dos objetivos de optimización. Este estudio concluye que el diseño de doble acción compuesta en los soportes hace que los refuerzos longitudinales continuos en la brida inferior sean innecesarios.