Análise da emissão de CO2 de sistemas de piso misto composto por vigas celulares via algoritmos metaheurísticos

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dc.contributor.advisor1Alves, Elcio Cassimiro
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000169712645
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6509450210637509
dc.contributor.authorSilva, Gabrieli Fontes
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0001-1758-0238
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7583532122245733
dc.contributor.referee1Junges, Elisabeth
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9094-2645
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4385254860391051
dc.contributor.referee2Silva, Amilton Rodrigues da
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-7122-2688
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1804042130645206
dc.date.accessioned2024-05-30T01:42:51Z
dc.date.available2024-05-30T01:42:51Z
dc.date.issued2023-08-23
dc.description.abstractThe increase in greenhouse gas emissions in the construction sector has led to the search for economically and environmentally more viable solutions. In recent years, there has been a growing adoption of mixed floor systems with full-depth beams. However, cellular beam floor systems have been relatively unexplored despite their advantages over full-depth beams. These advantages include the ability to span larger distances with reduced structural mass and, consequently, reduced CO2 emissions. The aim of this study is to present the optimization problem formulation for a mixed steel and concrete floor system composed of cellular beams, a steel deck slab, and steel columns. In addition to constraints related to ultimate and serviceability limit states, construction constraints related to cutting and welding were considered in the optimization problem. The solution was obtained through Genetic Algorithm and Particle Swarm Optimization. The design variables included not only beam sizing parameters but also the choice of the steel deck slab, the compressive strength of the concrete in the slab, the number of secondary beams in the floor, and the steel profile of the columns. An analysis of CO2 emissions was conducted for the optimal solutions found for the mixed floor system with cellular beams, comparing them to the mixed floor system with full-depth beams. The results indicated a reduction in emissions of over 30% when using the cellular beam system. Furthermore, it was found that constraints related to the cutting and welding process of cellular profiles did not have a significant contribution to the final floor emissions. This points to the environmental feasibility of using this type of beam.
dc.description.resumoO aumento das emissões de gases de efeito estufa no setor da construção tem levado a busca por soluções mais viáveis economicamente e ambientalmente. Nos últimos anos, houve um crescimento na adoção de sistemas de pisos mistos, com vigas de alma cheia. No entanto, os sistemas de piso com vigas celulares ainda são pouco explorados, apesar das suas vantagens sobre as vigas de alma cheia. Essas vantagens incluem a capacidade de vencer vãos maiores com redução da massa estrutural e, consequentemente, das emissões de CO2. O objetivo deste trabalho é apresentar a formulação do problema de otimização para um sistema de piso misto de aço e concreto composto por vigas celulares, laje do tipo steel deck e pilares metálicos. Além das restrições relacionadas aos estados limites últimos e de serviço, foram consideradas restrições construtivas de corte e solda no problema de otimização. A solução foi obtida por meio de Algoritmo Genético e Algoritmo de Enxame de Partículas. As variáveis de projeto incluíram não apenas os parâmetros de dimensionamento da viga, mas também a escolha da laje steel deck, a resistência à compressão do concreto da laje, o número de vigas secundárias no piso e o perfil de aço dos pilares. Foi realizada uma análise das emissões de CO2 nas soluções ótimas encontradas para o sistema de piso misto com vigas celulares, comparando com o sistema de piso misto com vigas de alma cheia. Os resultados indicaram uma redução de emissões acima de 30% ao utilizar o sistema de vigas celulares. Além disso, constatou-se que as restrições relacionadas ao processo de corte e soldagem dos perfis celulares não tiveram uma contribuição significativa nas emissões finais do piso. Isso aponta para a viabilidade ambiental do uso desse tipo de viga.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/17235
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.subjectVigas mistas celulares
dc.subjectOtimização estrutural
dc.subjectEmissão de CO2
dc.subjectAlgoritmo genético
dc.subjectParticle Swarm Optimization (PSO)
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Civil
dc.titleAnálise da emissão de CO2 de sistemas de piso misto composto por vigas celulares via algoritmos metaheurísticos
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis
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