
Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado
Centro: Tecnológico
Departamento: Engenharia Civil/ECV
Dimensão Institucional: Pesquisa
Dimensão ODS: Econômica
Tipo do Documento: Projeto de Pesquisa
Título: PROJETO ÓTIMO BASEADO EM DESEMPENHO DE ESTRUTURAS SUBMETIDAS A CARREGAMENTOS TRANSIENTES
Coordenador
- RAFAEL HOLDORF LOPEZ
Participante
- RAFAEL HOLDORF LOPEZ (D)
Conteúdo
Nos último anos a filosofia de projeto baseado ...nos último anos a filosofia de projeto baseado em desempenho (pbd - performance based design) surgiu como uma metodologia que complementa o tradicional processo de projeto determinístico na engenharia. de fato, a abordagem dada pelo projeto determinístico busca assegurar primeiramente o desempenho de componentes individuais da estrutura, enquanto o pbd permite ao projetista abordar a estrutura como um sistema e avaliar seu desempenho considerando todo o seu ciclo de vida. uma variedade de medidas de desempenho podem ser incorporadas no processo de projeto e análise usando a filosofia do pbd. isto é de grande importância uma vez que a estrutura pode não colapsar durante um evento extremo (e.g. terremoto, furação), entretanto o custo de reparo, reconstrução ou de interrupção de uso pode não ser aceitável. exemplos destas situações aconteceram nos terremotos de 1994 em northridge e 1995 em kobe, os quais juntos ocasionaram um prejuízo total estimado em 120 bilhões de dólares e cerca de 5500 mortes, além de desabrigar, respectivamente, 20 mil e 300 mil pessoas.
a metodologia do pbd requer o uso de modelos estruturais mais complexos e computacionalmente mais onerosos, especialmente devido a análise probabilística envolvida. isto faz a abordagem tradicional de projeto por tentativa-e-erro para encontrar configurações viáveis da estrutura se tornar exaustiva, não intuitiva e raramente financeiramente econômica. uma abordagem para superar tais dificuldades é a incorporação da filosofia do pbd dentro de um contexto de otimização em presença de incertezas, apto a tratar rigorosamente os modelos probabilísticos de desempenho envolvidos no processo. entre as principais abordagens estão a otimização robusta (rdo), otimização baseada em confiabilidade (rbdo) e otimização de risco (ro). na literatura vários artigos apresentando avanços no estado da arte da área de otimização sob incertezas podem ser encontrados, incluindo aplicações a estruturas sujeitas à carregamentos transientes (e.g. sismo, vento). entretanto, contribuições combinando a filosofia do pbd com técnicas de otimização ainda são escassos.
a combinação do pbd com projeto ótimo, o que pode-se chamar de projeto ótimo baseado em desempenho ou pbdo - performance based design optimization - não é uma tarefa trivial, especialmente pelos seguintes motivos:
- a construção do problema de pbdo: a dificuldade aqui é que não existe na literatura um padrão bem definido de como adaptar o pbd os conceitos das filosofias de otimização em presença de incertezas, tal como rdo, rbdo e ro. ainda, esse processo exige o envolvimento de especialistas de diferentes áreas, como: engenharia sísmica/do vento, quantificação de incertezas e confiabilidade estrutural, mecânica computacional, e otimização;
- o custo computacional envolvido: por exemplo, no pbd se lida normalmente com carregamentos dinâmicos e estocásticos (e.g. sismo, vento), os quais requerem usualmente a chamada de códigos numéricos de análise dinâmica não linear para a obtenção das respostas estruturais, e métodos de confiabilidade dependentes do tempo. ainda, seu acoplamento com rotinas de otimização leva a um tempo de solução normalmente muito alto ou inviável.
a primeira dificuldade citada acima motiva então o desenvolvimento de uma metodologia geral para construção dos problemas de pbdo. isto é, um procedimento geral de como incorporar a filosofia do pbd dentro do contexto de otimização em presença de incertezas. o segundo aspecto, que diz respeito ao custo computacional da solução do pbdo, pode ser lidado a utilização de modelos reduzidos (metamodelos) e/ou o uso de computação paralela.
o objetivo principal deste projeto de pesquisa é então propor uma metodologia geral para a construção de problemas de pbdo assim como sua solução eficiente. a proposição de tal metodologia se dará pelo estudo/comparação de diferentes abordagens para inclusão do pbd no contexto de otimização em presença de incertezas, ou seja, pelo estudo da inserção do pbd nos contextos da rdo, rbdo e ro, com posterior comparação entre os métodos resultantes apontando as vantagens e desvantagens de cada abordagem. a solução eficiente será buscada pelo desenvolvimento de uma nova técnica de construção de metamodelos, e pela utilização de computação paralela para a solução do problema de pbdo. a aplicação visada após os desenvolvimentos teóricos é na pbdo de sistemas de controle passivo de estruturas sujeitas a carregamentos transientes, dando continuação aos trabalhos já desenvolvidos pelo proponente deste projeto e seus colaboradores. pelo lado institucional, o objetivo deste projeto será de consolidar a linha de pesquisa quantificação de incertezas e otimização no ppgec da ufsc, tornando-o um centro de referência em pesquisa nestes temas assim como formação de recursos humanos no país. como resultado dos desenvolvimentos propostos neste projeto, pode-se elencar:
- base de conhecimentos sobre a formulação de problemas de pbd, incluindo a formulação de material didático;
- base de conhecimento sobre a inclusão da pbd no contexto de otimização em presença de incertezas, assim como estratégias para sua solução (e.g. métodos eficientes, metamodelos, paralelização);
- divulgação destes conhecimentos através da publicação de artigos em congressos nacionais e internacionais, e da publicação de pelo menos seis artigos em periódicos internacionais;
- formação de recursos humanos de alto nível na área de quantificação de incertezas e otimização com a formação da equipe de trabalho do projeto, cooperação científica com os parceiros e orientação de trabalhos de iniciação científica, mestrado e de doutorado;
- estabelecimento de parecerias científicas entre do departamento de engenharia civil da ufsc com o insa de rouen, ethz, ufpb e ufrgs.
Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.85252
ODS 1 | ODS 2 | ODS 3 | ODS 4 | ODS 5 | ODS 6 | ODS 7 | ODS 8 | ODS 9 | ODS 10 | ODS 11 | ODS 12 | ODS 13 | ODS 14 | ODS 15 | ODS 16 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2,79% | 3,73% | 4,56% | 6,67% | 3,27% | 5,48% | 10,04% | 5,01% | 13,54% | 2,55% | 9,79% | 6,61% | 5,54% | 5,00% | 6,50% | 8,91% |
ODS Predominates


2,79%

3,73%

4,56%

6,67%

3,27%

5,48%

10,04%

5,01%

13,54%

2,55%

9,79%

6,61%

5,54%

5,00%

6,50%

8,91%