Otimização de Custos com Consideração de Probabilidade de Falha em Vigas de Concreto Armado Sob Flexão

Resumo

O trabalho busca demonstrar a viabilidade e pertinência da aplicação conjunta de métodos de otimização estrutural com restrições de probabilidade de falha, integrando a busca pela solução ótima e a garantia de segurança das estruturas. A metodologia empregou métodos de otimização, como os sequenciais quadráticos (SQP), interior-point e active-set, juntamente ao método de cálculo de probabilidade de falha FORM. Ferramentas computacionais, como o MATLAB, permitiram uma análise comparativa do desempenho desses métodos. O estudo se destaca por integrar otimização estrutural e confiabilidade, aplicando-se em vigas de concreto armado, uma temática relevante para a engenharia estrutural. Os resultados da análise de vigas biapoiadas mostraram uma convergência satisfatória entre os métodos, com mínima variabilidade e desempenho superior dos otimizadores SQP e interior-point. A introdução de coeficientes de segurança normatizados resultou em aumento na taxa de armadura, reduzindo a probabilidade de falha e os custos. O estudo evidenciou a sinergia entre otimização e segurança estrutural, contribuindo teoricamente ao mostrar a eficácia da combinação de otimização com restrições de probabilidade de falha, e metodologicamente, ao avaliar comparativamente diferentes métodos de otimização.