Projeto Ótimo de Torres de Aço com a Consideração da Estabilidade Global da Estrutura

Abstract

Este trabalho apresenta uma metodologia de análise para o projeto ótimo de torres de aço, com base no emprego de técnicas de programação não-linear. O modelo proposto minimiza o peso do sistema estrutural sujeito a restrições mecânicas e geométricas correntes, tais como restrições de tensões máximas nas barras e de deslocamentos máximos no topo das torres. Adicionalmente, propõe-se, ainda, a inclusão de restrições que tem por objetivo prevenir o problema referente à instabilidade estrutural. Técnicas usuais do método dos elementos finitos, com base no emprego do programa comercial Nastran, são utilizadas para dar respaldo ao algoritmo de otimização utilizado no desenvolvimento do trabalho, a análise do comportamento estrutural das torres e, bem como, a análise de sensibilidade do projeto a variações de seus parâmetros. O algoritmo de direções viáveis robusto utilizado requer uma configuração inicial viável e gera uma seqüência de configurações viáveis de menor custo, o que é particularmente apropriado para otimização estrutural. Os resultados obtidos na otimização dos diversos modelos em estudo mostram que as estruturas geradas são mais eficientes e confiáveis em relação a modelos que não previnem a segurança contra a instabilidade estrutural.