Optimización de estructuras aporticadas de concreto armado

Abstract

La presente tesis propone un procedimiento para obtener el diseño de estructuras aporticadas de mínimo costo. Se parte como consideración que el costo de la estructura está relacionada directamente con la cantidad de concreto, acero de refuerzo y encofrado. El diseño de mínimo costo u óptimo de una estructura está sujeto a restricciones relacionadas principalmente con aspectos estructures, dadas por el análisis estructural, los códigos de diseño correspondiente (Norma de diseño sismorresistente peruana E.030 y el código ACI_99) así como la buena práctica constructiva. La técnica numérica utilizada en el proceso de optimización es la denominada programación secuencial cuadrática. El procedimiento propuesto es aplicable a estructuras planas y tridimensionales sujetas a cargas muertas, vivas y de sismo. Para estructuras tridimensionales se da la opción de tener un análisis sísmico por cargas estáticas equivalentes o por combinación modal espectral. Para el caso de una estructura plana se considera la distribución óptima de los vanos con la posibilidad de considerar una optimización topològica, esto es la eliminación de elementos de columna superfluos.

This thesis proposes a procedure to obtain the optimum design of frame structures. We have as consideration that the cost of the structure is related with the quantity of concrete, reinforcement steel and formwork. The optimum design or in another words the frame structure of minimum cost, it is mainly subject to restrictions with structural aspects, given by the structural analysis, the design codes (Peruvian design code E.030 and the code ACI_99) as well as the good constructive practice. The numerical technique used in the process of optimization is the denominated sequential quadratic programming. The proposed procedure is applicable to plane ^d three-dimensional structures subject to dead, live and seismic lateral loads. For three-¬dimensional structures, the option is given of having a seismic analysis by equivalent static loads or by spectral modal combination. In the case of a plane structure, it is considered the good bays distribution with the possibility of considering a topology optimization, this is the elimination of superfluous column elements.