Algoritmos genéticos y elementos finitos acoplados para la optimización del diseño de pórticos planos de acero

Abstract

Este documento detalla el desarrollo de un sistema de aproximación computacional para el diseño de elementos discretos que componen un pórtico metálico de 24 pisos, usando una técnica de optimización denominada algoritmos genéticos (AG) codificada en Matlab. Este método permite desarrollar la búsqueda del menor peso en la estructura, que da un importante ahorro en el recurso financiero. La utilización de secciones comerciales es una de las consideraciones más importantes en el diseño optimizado de pórticos de acero; dicho diseño se limita a especificaciones nacionales según la Norma Sismoresistente NSR-10. Por lo anterior, se utilizaron perfiles de una empresa colombiana comercializadora de acero estructural, que cumple los estándares necesarios para el diseño, de acuerdo con las limitaciones del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente creada por la Ley 400 de 1997 NSR-10 Titulo F Estructuras metálicas. Para la optimización del pórtico diseñado en el presente trabajo, se busca minimizar el peso, mediante factores de comparación entre esfuerzos y desplazamientos máximos permisibles, obtenidos mediante el acoplamiento de AG y elementos finitos (MEF). Dichos esfuerzos y desplazamientos, son resultado de un análisis estructural donde se verifica la respuesta de la estructura ante una combinación de cargas por el Método de los elementos finitos (MEF), y son validados con un programa típico de análisis numérico llamado (SAP2000).