Diseño óptimo de forma y armado de láminas de hormigón / Antonio Tomás Espín

LISTA DE SÍMBOLOS
AGRADECIMIENTOS
RESUMEN
ABSTRACT
CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
INTRODUCCIÓN
Proceso de diseño
Diseño óptimo de forma y armado de láminas de hormigón
OBJETIVOS DE LA TESIS
ORGANIZACIÓN DE LA TESIS
CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE EN EL ANÁLISIS Y DISEÑO ÓPTIMO DE FORMA Y ARMADO DE LÁMINAS DE HORMIGÓN
OPTIMIZACIÓN DE ESTRUCTURAS. RESEÑA HISTÓRICA
DISEÑO ÓPTIMO DE LÁMINAS
Introducción
Desde los inicios hasta mediados de los 80
De mediados de los 80 a mediados de los 90
Aparición de las nuevas necesidades
Técnicas de CAGD
Inclusión de no linealidades
Desarrollo de herramientas informáticas y programas de ordenador
Búsqueda de forma
Últimas tendencias
ANÁLISIS Y DISEÑO ÓPTIMO DE PLACAS Y LÁMINAS DE HORMIGÓN
Etapa constructiva: breve repaso por la obra de Félix Candela
Diseño de la armadura
Optimización del coste
Comprobación de estabilidad
PUBLICACIONES DEL DOCTORANDO REFERENTES AL TRABAJO DESARROLLADO EN ESTA TESIS
CAPÍTULO 3. BÚSQUEDA DE FORMA DE LÁMINAS DE HORMIGÓN EMPLEANDO TÉCNICAS DE OPTIMIZACIÓN. MOTIVACIÓN
PROBLEMA DE BÚSQUEDA DE FORMA DE LÁMINAS DE HORMIGÓN EMPLEANDO TÉCNICAS DE OPTIMIZACIÓN
OPTIMIZACIÓN CON ANSYS
Métodos de optimización
Procedimiento operativo
EJEMPLO
MOTIVACIÓN
CAPÍTULO 4. ESTUDIO DEL DISEÑO ÓPTIMO DE ESPESOR Y GEOMETRÍA DE UN PARABOLOIDE HIPERBÓLICO DE HORMIGÓN EMPLEANDO DIVERSAS FUNCIONES OBJETIVO
DESCRIPCIÓN Y MODELIZACIÓN DE LA ESTRUCTURA
El paraboloide hiperbólico (hypar)
Modelo de diseño
Modelo CAD
Parámetros geométricos
Modelo de análisis
Malla de elementos finitos
Material
Tipo de elemento
Condiciones de contorno
Acciones
Hipótesis de combinación de acciones
ANÁLISIS DEL MODELO INICIAL
PROCESOS DE OPTIMIZACIÓN
Función objetivo, variables de diseño y restricciones
Proceso 1. Función objetivo energía de deformación (ED) con espesor mínimo 6 cm
Proceso 2. Función objetivo energía de deformación (ED) con espesor mínimo de 8 cm
Proceso 3. Función objetivo peso (W) con espesor mínimo 6 cm
Proceso 4. Función objetivo peso (W) con espesor mínimo 8 cm
Proceso 5. Función objetivo mayor tensión pricipal s1 (st) con espesor mínimo 6 cm
RESUMEN DE RESULTADOS
CAPÍTULO 5. ANÁLISIS NO LINEAL Y DE ESTABILIDAD DE LÁMINAS DE HORMIGÓN
ANÁLISIS NO LINEAL
No linealidad geométrica. Matriz de rigidez tangente
No linealidad del material
Método incremental
Método iterativo
Leyes de comportamiento del hormigón
Comportamiento rígido-plástico idela (diagrama rectangular)
Comportamiento elástico-plástico ideal (diagrama bilineal)
Comportamiento elástico-plástico no lineal (diagrama parábola-rectángulo)
Comportamiento elástico-plástico no lineal (diagrama de Sargin)
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
El fenómeno de la inestabilidad en láminas de hormigón
Método del comité ACI 344
Método basado en las recomendaciones de la IASS
Fórmula básica
Coeficiente de sensibilidad a las imperfecciones
Coeficiente de fluencia
Coeficiente de armado y fisuración
Coeficiente de no linealidad del material
Coeficiente de seguridad
ANÁLISIS NO LINEAL Y DE ESTABILIDAD EN ANSYS
Análisis no lineal en ANSYS
Generalidades
No linealidad geométrica y del material
Planteamiento del análisis no lineal de la lámina en hypar
Análisis de estabilidad en ANSYS
Análisis de estabilidad inicial
Análisis de estabilidad no lineal
EJEMPLOS
Estudio de no linealidad de los diseños del hypar
Tipos de análisis empleados
Diseño inicial
Diseños óptimos
Resumen de resultados
Estudio de estabilidad de los diseños del hypar
CAPÍTULO 6. PLANTEAMIENTO Y RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA DE DISEÑO ÓPTIMO DEL ARMADO DE ELEMENTOS DE HORMIGÓN TIPO LÁMINA
COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE DISEÑO ÓPTIMO
Elementos sometidos al estado membrana
Armaduras ASX y ASY necesarias
Sólo armadura ASX necesaria
Sólo armadura ASY necesaria
Armadura innecesaria
Elementos sometidos al estado de flexión y membrana
Armadura necesaria en ambas capas (caso BOTH)
Armadura necesaria sólo en la capa inferior (caso BOTTOM)
Armadura necesaria sólo en la capa superior (caso TOP)
Armadura innecesaria (caso FULLCOMP)
Discusión sobre las necesidades de armadura en casa elemento
RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA DE DISEÑO ÓPTIMO
Métodos analíticos
Resolución directa
Resolución por etapas
Métodos semianalíticos
Problema general con ocho variables de diseño
Problema simplificado con dos variables de diseño
Método numérico
Desarrollo del método
Caso particular de armadura innecesaria
Resolución mediante técnicas de optimización
Cuestiones relacionadas con el carácter numérico del método
APLICACIONES DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES EN PLANOS
Elementos sometidos a compresión simple
Placa cuadrada
Viga de un gran canto
Elementos sometidos a flexión simple, flexión compuesta o compresión compuesta
Placa rectangular simplemente apoyada
Placa rectangular con un borde libre y tres empotrados
CAPÍTULO 7. CONCLUSIONES
Trabajos realizados
Conclusiones
Trabajos futuros
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DEL DOCTORANDO RELACIONADAS CON ESTA TESIS.