Otimização de sistemas estruturais em aço para edifícios industriais com ponte rolante.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Ferreira, Jéssica Luciene
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
dARK ID: ark:/61566/00130000064mt
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Aço - estruturas
Otimização estrutural
Método dos elementos finitos.
Ponte rolante
Link de acesso: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/14389
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia das Construções. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Otimização de sistemas estruturais em aço para edifícios industriais com ponte rolante.Aço - estruturasOtimização estruturalMétodo dos elementos finitos.Ponte rolantePrograma de Pós-Graduação em Engenharia das Construções. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Existem diversas configurações possíveis quando se trata de edifícios industriais em aço. Características como a existência ou não de ponte rolante, o tipo de cobertura, a distância entre os pórticos, os vãos transversais livres, entre outros atributos, são de suma importância na elaboração de um projeto viável, técnica e economicamente. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo otimizar sistemas estruturais em aço para edifícios industriais de médio porte com ponte rolante. Para isso, foram considerados 36 modelos, combinados com vãos livres iguais a 20, 24 e 28 metros, distâncias entre pórticos de 6,0 e 7,5 metros, cobertura composta por treliças de banzos paralelos e triangulares e carga da ponte rolante iguais a 100 kN, 250 kN e 500 kN, submetidos a ações permanentes e variáveis. O método empregado no estudo foi o Método dos Elementos Finitos. Inicialmente foi realizado um prédimensionamento dos modelos através do software SAP 2000 e, posteriormente, o pórtico mais solicitado foi otimizado utilizando o método de otimização disponível no software ANSYS Workbench. Como parâmetros de otimização foram consideradas as áreas de seção dos perfis e os deslocamentos no topo dos pilares, obtendo-se o peso total de aço da estrutura com a melhor resposta de análise. Como resultado, observou-se uma redução média de 23,76% no peso total de aço após a otimização, indicando que os modelos com cobertura composta por treliça de banzos paralelos (BP) apresentaram menores pesos de aço em todas as etapas. Considerando as demais características estudadas, a carga da ponte rolante é a que mais influencia no peso do pórtico e a distância entre os pórticos é a característica que menos causa interferência. Os modelos com carga de ponte rolante igual a 100 kN apresentaram a maior redução do peso de aço após a escolha dos perfis comerciais, enquanto os modelos com cargas iguais a 250 kN e 500 kN proporcionaram a menor redução. Outro resultado importante a se observar é que nos modelos com carga de ponte rolante igual a 500 kN, as características geométricas atuam consideravelmente sobre o peso de aço do pórtico. Assim, quanto maiores as dimensões dos modelos mais elevado é o peso do pórtico. Também foi possível notar que, para alguns modelos, a distância entre os pórticos não influencia no peso total de aço. Diante dos resultados apresentados, pode-se afirmar que a padronização da seção dos perfis resulta na economia estrutural e facilita a execução do projeto.There are severa possible set ups when it comes to industrial steel buildings. Characteristics such as the existence or non-existence of a travelling crane, the type of roof, the distance between frames, the free transversal spans, among other attributes are extremely important during the elaboration of a technically and economically viable project. In this context, this work aimed to optimize structural steel systems for medium-sized industrial buildings with travelling crane. Hence, 36 models were considered and they were combined with free spans of 20, 24 and 28 meters, while the distances between frames were 6,0 and 7,5 meters, the roof was composed of parallel and triangulated flange trusses and the travelling crane load equal to 100 kN, 250 kN and 500 kN, subjected to permanent and variable actions. The method used in the study was the Finite Elements Method. Initially, a pre-dimensioning of the models was performed through the SAP 2000 software and afterwards the most requested frame was optimized using the optimization method available in the ANSYS Workbench software. The opitimization parameters considered were the section areas of the profiles and the top displacements of the columns, obtaining the total steel weight of the structure with the best analysis response. As a result, it was observed an average reduction of 23,76% in the total steel weight after the optimization, indicating that the models with parallel flange truss (BP) show lower in the total weight of steel in all stages. Considering the other characteristics studied, the load from travelling crane is the one that most influences the weight of the frame and frames distance is the feature that least causes interference. The models with load from travelling crane equal to 100 kN show bigger reductions in the total weight of steel after the choice of commercial profiles, while models with load equal to 250 kN and 500 kN provided the smallest reduction. Another important result to note is that in models with load from travelling crane equal to 500 kN, the geometric characteristics act considerably on the weight of steel of the frames. Thus, the larger the dimensions of the models the higher the weight of the frame. It was also possible to notice that, for some models, the frames distance does not influence the total weight of steel. On the present results, it can be claimed that the standardization of the section of the profiles results in structural economics and it helps during the design execution.Paula, Geraldo Donizetti deSouza, Flávio Teixeira dePaula, Geraldo Donizetti deSouza, Flávio Teixeira deRibas, Rovadávia Aline de JesusMazon, Ana Amélia OliveiraFerreira, Jéssica Luciene2022-01-27T17:49:35Z2022-01-27T17:49:35Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFERREIRA, Jéssica Luciene. Otimização de sistemas estruturais em aço para edifícios industriais com ponte rolante. 2021. 96 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Engenharia das Construções) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/14389ark:/61566/00130000064mthttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 19/01/2022 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. 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