Optimización heurística de un pórtico plano incorporando confiabilidad estructural

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dc.contributor.advisorBegambre Carrillo, Óscar Javier
dc.contributor.advisorCotes Prieto, David Sebastián
dc.contributor.advisorCotes Prieto, Iván Camilo
dc.contributor.authorNiño Sepúlveda, Laura Valentina
dc.contributor.authorCarvajal Oyaga, Laureen Nicole
dc.contributor.evaluatorCruz Hernández, Ricardo Alfredo
dc.contributor.evaluatorZapata Orduz, Luis Eduardo
dc.date.accessioned2022-06-08T11:31:06Z
dc.date.available2022-06-08T11:31:06Z
dc.date.created2021
dc.date.issued2021
dc.description.abstractEn este trabajo de investigación se evalúa la incidencia de la incorporación del análisis de confiabilidad estructural, representado mediante el índice de confiabilidad, 𝛽, correspondiente al estado límite de la deriva de entrepiso, en la optimización heurística del diseño estructural de un pórtico plano en concreto reforzado de 5 entrepisos y 3 luces, bajo solicitaciones gravitacionales y sísmicas. Se minimizó el peso del pórtico plano modificando sus secciones transversales, incluyendo el refuerzo longitudinal, empleando optimización por enjambre de partículas y algoritmo genético, considerando en cada caso dos escenarios desarrollados en el software MATLAB® 2019b: (i) incluyendo 𝛽 mínimo como restricción de diseño (ii) sin incluir 𝛽 mínimo como restricción de diseño. Para los escenarios (i) se consideraron como variables aleatorias la resistencia a la compresión del concreto y la fuerza sísmica, empleando para el cálculo de 𝛽 el método de superficie de respuesta, en conjunto con el método Hassofer-Lind y Rackwitz-Fiessler o la simulación de Montecarlo. Los resultados muestran un incremento del peso del pórtico plano cuando se incorpora confiabilidad estructural correspondiente a 11.63% y 16,89% respecto a la optimización sin incluir un 𝛽 mínimo como restricción de diseño y 4.69% y 9.62% respecto a un diseño estructural sin optimización realizado por los autores. Se concluye que la incorporación del análisis de confiabilidad estructural incide significativamente en el aumento de las áreas transversales del pórtico plano estudiado.
dc.description.abstractenglishThis research work assess the impact of incorporating structural reliability analysis, represented by the reliability index, β, corresponding to the limit state of the story drift, on the heuristic optimization of the structural design of a planar frame in reinforced concrete of 5 stories and 3 spans, under gravitational and seismic loads. The weight of the planar frame was minimized by modifying its cross-sections, including longitudinal reinforcement, using particle swarm optimization and genetic algorithm, considering in each case two scenarios developed in the software MATLAB® 2019b: (i) including minimum β as a design constrain (ii) without including minimum β as a design constrain. For scenarios (i) compressive strength of concrete and seismic force were considered as the random variables, using for the calculation of β the response surface method, in conjunction with the Hassofer-Lind and Rackwitz-Fiessler method or the Monte Carlo simulation. The results show an increase in the weight of the planar frame when structural reliability is incorporated corresponding to 11.63% and 16.89% with respect to optimization without including a minimum β as a design constrain and 4.69% and 9.62% respect to a structural design without optimization made by the authors. It is concluded that the incorporation of structural reliability analysis significantly affects the increase in the cross-sectional areas of the planar frame studied.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Civil
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/11085
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Civil
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Civil
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectEstructuras En Concreto Reforzado
dc.subjectOptimización Por Enjambre De Partículas
dc.subjectAlgoritmo genético
dc.subjectÍndice de confiabilidad
dc.subjectMétodo de superficie de respuesta
dc.subjectMétodo HL-RF
dc.subjectSimulación de Montecarlo
dc.subject.keywordReinforced Concrete Structures
dc.subject.keywordParticle Swarm Optimization
dc.subject.keywordGenetic Algorithm
dc.subject.keywordReliability Index
dc.subject.keywordResponse Surface Method
dc.subject.keywordHL-RF Method
dc.subject.keywordMonte Carlo Simulation
dc.titleOptimización heurística de un pórtico plano incorporando confiabilidad estructural
dc.title.englishHeuristic optimization of a planar frame incorporating structural reliability
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
dspace.entity.type
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