|
Resumen:
|
[EN] The main goal of this Thesis is the application of a suitable heuristic optimization algorithm that allows finding optimal solutions to the structural problem of faced brackets foundation, when one of them is located ...[+]
[EN] The main goal of this Thesis is the application of a suitable heuristic optimization algorithm that allows finding optimal solutions to the structural problem of faced brackets foundation, when one of them is located in a sharecropping, and therefore, the disposition of its foundation is prevented in one direction.
Since there are various structural models to solve the problem, it is the most commonly used in current practice. Isolated footings, constant width combined footing, asymmetrical combined footing, and beam brace eccentric shoe are the structural models finally selected.
Also, it has been confirmed the existence of various analytical models to solve the problem. Included in this Thesis is the simplest analysis model, commonly used inprofessional practice, and a more complex model that we call elastic simplified method.
The first is the named "Rigid foundation", which is based on the premise of a rigid behavior foundation. This implies the assumption of a linear distribution of the pressure transmitted to the ground. On the other hand, it will also analyze a model of analysis that does not limit the performance of the foundation only to the case of rigid foundation,modeling the terrain with springs through the so-called 'subgrade reaction'.
As a further aim of the Thesis, is to determine the structural model and the most suitable analysis model for solving the problem and determine the differences with other commonly used models.
Another objective of the thesis will be to evaluate the different objective functions, so that they may assess the optimal solution in terms of economic, environmental and ease of construction. From the literature review, it has noted the existence of numerous optimization studies conducted in search of economic optimum (cost of the solution, solution weight) and from the environmental point of view (CO2 emissions, energy consumption,
solution weight). From the standpoint of ease of construction of the solution, studies are lower, including parameters 'Armed uniformity, number of reinforcing bars or number of different bar types'. In this Thesis all these objective functions will be evaluated, incorporating environmental features such as the study of water consumption of the constituent materials and from the point of view of ease of construction, the
perimeter / area ratio and the parameter average diameter of the solution, which will be defined later.
Another of the objectives set for the thesis has been to be able to compare the results obtained by applying the "Simulated Annealing" algorithm, with the results that have been obtained in routine practice, following the usual process of structural calculation.A sample calculation in joint shoe is included in the book "Cálculo de estructuras de cimentacion" 4th edition from Calavera, comparing the values of objective functions of
the solution provided in the book, with those achieved after application of optimization SA algorithm and those collected after using a structural calculation software widely used in practice, as is "Cypecad ver 2014".
Finally, the ultimate goal of the thesis has been conducting a parametric study that allows providing the optimal solutions for a wide range of the problem under study configurations
[-]
[ES] El objetivo fundamental de la presente Tesis es la aplicación de un algoritmo de optimización heurístico adecuado, que permita localizar soluciones óptimas al problema estructural consistente en la cimentación de dos ...[+]
[ES] El objetivo fundamental de la presente Tesis es la aplicación de un algoritmo de optimización heurístico adecuado, que permita localizar soluciones óptimas al problema estructural consistente en la cimentación de dos soportes enfrentados, cuando uno de ellos se sitúa en una medianería, y por tanto, tiene impedida en una dirección la disposición de su cimiento.
Dado que existen diversos modelos estructurales que permiten solucionar el problema, se ha seleccionado entre ellos, los más habitualmente utilizados en la práctica actual.. Los modelos estructurales finalmente seleccionados han sido los constituidos por zapatas aisladas, zapata combinada de ancho constante, zapata combinada asimétrica y zapata excéntrica con viga riostra.
También se ha podido confirmar la existencia de diversos modelos de análisis para la solución del problema, incuyéndose en la tesis tanto el modelo más sencillo de análisis, utilizado habitualmente en la práctica profesional, como un modelo más complejo que denominaremos, modelo elástico simplificado. El primero de ellos será el denominado 'Cimiento Rígido', donde se partirá de la premisa de un comportamiento rígido del
cimiento, lo que implicará la suposición de que presión transmitida al terreno sigue una distribución lineal. Por otro lado, se analizará también un modelo de análisis que no limitará el comportamiento del cimiento únicamente al caso de cimiento rígido, modelizando el terreno mediante muelles a través del denominado 'Módulo de Balasto'.
Como objetivo adicional de la tesis se establecerá el poder determinar el modelo estructural y el modelo de análisis más adecuado para la resolución del problema y determinar las diferencias con el resto de modelos usualmente utilizados.
Otro de los objetivos de la tesis será el de poder evaluar distintas funciones objetivo, de forma que se pueda evaluar el óptimo de una solución desde el punto de vista económico, medioambiental y de facilidad constructiva. De la revisión bibliográfica realizada, se ha podido constatar la existencia de numerosos estudios de optimización realizados en busca de óptimos económicos (coste de la solución, peso de la solución) y desde el punto de vista medioambiental (emisiones de CO2, consumo de energía, peso de la solución). Desde el punto de vista de la facilidad constructiva de la solución, los estudios realizados son menores, incluyéndose parámetros de 'Uniformidad de Armado, Número de barras de armado o número de tipo de barras distintos'. En la presente tesis se evaluarán todas estas funciones objetivo, incorporándose como funciones de tipo medioambiental, el estudio de consumo de agua de los materiales constituyentes de la solución y desde el punto de vista de la facilidad constructiva, la relación Perímetro/ Área y el parámetro Diámetro Medio de la solución, que se definirán más tarde.
Otro de los objetivos establecidos para la tesis ha sido el de poder comparar los resultados obtenidos mediante la aplicación del algoritmo de Simulated Annealing, con los resultados que se hubieran obtenido en la práctica profesional habitual, siguiendo los procesos habituales de cálculo estructural. Para ello, se desarrolla un ejemplo de cálculo de zapata en medianería incluido en el libro "Cálculo de estructuras de cimentación"
Edición 4, de Calavera, comparando los valores de las funciones objetivo de la solución aportada en el libro, con las alcanzadas tras la aplicación del algoritmo de optimización de SA y las conseguidas tras el uso de un software de cálculo estructural ampliamente utilizado en la práctica, como es 'Cypecad ver 2014'.
Por último, el objetivo final de la tesis ha sido la realización de un estudio paramétrico, que permita aportar las soluciones óptimas de un amplio abanicos de configuraciones del problema en estudio.
[-]
[CA] L'objectiu fonamental de la present Tesi és l'aplicació d'un algoritme d'optimització heurístic adequat, que permeta localitzar solucions òptimes al problema estructural consistent en la fonamentació de dos suports ...[+]
[CA] L'objectiu fonamental de la present Tesi és l'aplicació d'un algoritme d'optimització heurístic adequat, que permeta localitzar solucions òptimes al problema estructural consistent en la fonamentació de dos suports enfrontats, quan un d'ells se sitúa en una paret mitgera, i per tant, té impedida en una direcció la disposició del seu fonament.Atés que hi ha diversos models estructurals que permeten solucionar el problema, s'ha
seleccionat entre ells, els més habitualment utilitzats en la pràctica. Els models estructurals finalment seleccionats han sigut els constituïts per zapatas aïllades, zapata combinada d'ample constant, zapata combinada asimètrica i zapata excèntrica amb biga riostra.
També s'ha pogut confirmar l'existència de diversos models d'anàlisi per a la solució del problema, incuyéndose en la tesi tant el model més senzill d'analisis, utilitzat habitualment en la pràctica professional, com un model més complex que denominarem, model elàstic simplificat. El primer d'ells serà el denominat 'Cimiento Rígido', on es partirà de la premissa d'un comportament rígid del fonament, la qual cosa implicarà la
suposició que pressió transmesa al terreny seguix una distribució lineal. D'altra banda, s'analitzarà també un model d'anàlisi que no limitarà el comportament del fonament unicamente al cas de fonament rígid, odelizando el terreny per mitjà de molls a través del denominat 'Módulo de Balasto'.
Com a objectiu addicional de la tesi s'establirà el poder determinar el model estructural i el model d'anàlisi més adequat per a la resolució del problema i determinar les diferències amb la resta de models usualment utilitzats.
Un altre dels objectius de la tesi sera el de poder avaluar distintes funcions objectiu, de manera que es puga avaluar l'òptim d'una solució des del punt de vista econòmic, mediambiental i de facilitat constructiva. De la revisió bibliogràfica realitzada, s'ha pogut constatar l'existència de nombrosos estudis d'optimització realitzats a la cerca d'òptims econòmics (cost de la solució, pes de la solució) i des del punt de vista mediambiental
(emissions de CO2, consum d'energia, pes de la solució). Des del punt de vista de la facilitat constructiva de la solució, els estudis realitzats són menors, incloent-se paràmetres de 'Uniformidad d'Armat, nombre de barres d'armat o nombre de tipus de barres distintos'. En la present tesi s'avaluaren totes estàs funciones objectiu, incorporant-se com funciones de tipus mediambiental, l'estudi de consum d'aigua dels materials
constituents de la solució i des del punt de vista de la facilitat constructiva, la relació Perímetro/ Àrea i el paràmetre Diàmetre Mitjà de la solució, que es definirà més tard.
Un altre dels objectius establits per a la tesi ha sigut el de poder comparar els resultats obtinguts per mitjà de l'aplicació de l'algoritme de Simulated Annealing, amb els resultats que s'hagueren obtingut en la pràctica professional habitual, seguint els processos habituals de càlcul estructural. Per a això, es desenrotlla un exemple de càlcul de zapata en paret mitgera inclòs en el llibre "Cálculo d'estructures de cimentacion" Edició 4, de
Calavera, comparant els valors de les funcions objectiu de la solució aportada en el llibre, amb les aconseguides després de l'aplicació de l'algoritme d'optimització de SA i les aconseguides després de l'ús d'un programari de càlcul estructural ampliament utilitzat en la pràctica, com és 'Cypecad ver 2014'
Finalment, l'objectiu final de la tesi ha sigut la realització d'un estudi paramètric, que permeta aportar la solucions òptimes d'un ampli espectre de configuracions del problema en estudi
[-]
|
