ANÁLISE DE IMPACTOS AMBIENTAIS E TOPOLOGIA EM PROJETO ÓTIMO DE TRELIÇAS MISTAS DE AÇO E CONCRETO VITÓRIA 2022

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dc.contributor.advisor1Alves, Elcio Cassimiro
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000169712645
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6509450210637509
dc.contributor.authorKlein, Diego
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0003-4180-5203
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee1Calenzani, Adenilcia Fernanda Groberio
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000000209369950
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9959808218883879
dc.contributor.referee2Ferreira, Walnorio Graca
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-2079-6048
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9453786966994911
dc.contributor.referee3Melo, Antonio Macario Cartaxo de
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/2798137522735300
dc.date.accessioned2024-05-30T01:41:41Z
dc.date.available2024-05-30T01:41:41Z
dc.date.issued2022-08-26
dc.description.abstractThe civil construction sector is one of the main responsible for the emission of CO2 into the atmosphere, mainly with regard to the manufacture of construction materials, which is why the search for structural solutions with less environmental impact has been a constant object of research in the area. In Brazil, the use of composite steel and concrete structures has grown significantly in recent decades due to factors such as resource rationalization, structure weight reduction and faster construction. In addition, given the competitiveness that the structural model of flat truss presents in relation to medium and large spans, it is necessary to expand the scope of research related to the design, verification and optimization of composite steel and concrete trusses. Thus, in this work, it was proposed the optimization of CO2 emission, via Genetic Algorithm (GA) and the Particle Dispersion Algorithm (PSO), of mixed steel and concrete trusses with tubular steel profiles considering topology variation (layout of the truss panels) and whether or not to fill the upper flange profile with concrete. The analyzes were carried out for the three most common truss models: Pratt, Howe and Warren. The dimensions of the profiles, the compressive strength of the slab concrete and the concrete filling the upper flange, the number of panels, the height of the truss and the choice of slab shape were considered as design variables. Numerical examples were evaluated to verify which are the elements that most impact the final CO2 emission of the structure, in addition to evaluating the effectiveness of the algorithms to obtain the optimal solution and the impacts on the final optimization when considering the concrete filling in the upper flange tube. . An analysis of the structure's collapse modes was carried out in order to verify which are the governing constraints of the problem. The results indicate that there is a reduction in the final emissions of the structure when the upper flange tube is filled in. Although it increases the final emission of the concrete, there is a considerable reduction of steel in the upper flange profile.
dc.description.resumoO setor da construção civil é um dos principais responsáveis pela emissão de CO2 na atmosfera principalmente no que tange à fabricação dos materiais de construção, por isso a busca por soluções estruturais de menor impacto ambiental tem sido objeto constante de pesquisas na área. No Brasil, o emprego de estruturas mistas de aço e concreto cresceu significativamente nas últimas décadas por conta de fatores como a racionalização de recursos, redução do peso da estrutura e maior velocidade de construção. Além disso, dada a competitividade que o modelo estrutural de treliça plana apresenta diante de médios e grandes vãos, é necessário ampliar o escopo das pesquisas relacionadas ao dimensionamento, verificação e otimização de treliças mistas de aço e concreto. Dessa forma, neste trabalho, foi proposta a otimização da emissão de CO2, via Algoritmo Genético (AG) e o Algoritmo de Dispersão de Partículas (PSO), de treliças mistas de aço e concreto com perfis de aço tubulares considerando variação de topologia (layout dos painéis da treliça) e o preenchimento ou não do perfil do banzo superior com concreto. As análises foram realizadas para os três modelos de treliças mais usuais: Pratt, Howe e Warren. Foram consideradas como variáveis de projeto as dimensões dos perfis, a resistência à compressão do concreto da laje e do concreto de preenchimento do banzo superior, o número de painéis, a altura da treliça e a escolha da forma da laje. Exemplos numéricos foram avaliados para verificar quais são os elementos que mais impactam na emissão do CO2 final da estrutura, além de avaliar a efetividade dos algoritmos obterem a solução ótima e os impactos na otimização final quando se considera o preenchimento de concreto no tubo do banzo superior. Uma análise dos modos de colapso da estrutura foi realizada de modo a verificar quais são as restrições governantes do problema. Os resultados apontam que há uma redução nas emissões finais da estrutura quando se considera o tubo do banzo superior preenchido. Embora aumente a emissão final do concreto, existe uma redução considerável de aço do perfil do banzo superior.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/16862
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Civil
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.rightsopen access
dc.subjectTreliças Mistas de Aço e Concreto
dc.subjectTopologia
dc.subjectEmissão de CO2
dc.subjectAlgoritmo Genético
dc.subjectAlgoritmo de Dispersão de Partículas
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Civil
dc.titleANÁLISE DE IMPACTOS AMBIENTAIS E TOPOLOGIA EM PROJETO ÓTIMO DE TRELIÇAS MISTAS DE AÇO E CONCRETO VITÓRIA 2022
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis
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