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Resultados de la b煤squeda By Etiquetas: concrete-structures


Heuristic optimization of short corbels by smeared cracking finite element analysis

A continuaci贸n os dejo un art铆culo donde se aplica la optimizaci贸n heur铆stica mediante recocido simulado de m茅nsulas cortas de hormig贸n armado usando para ello elementos finitos con fisuraci贸n distribuida.

Tambi茅n puedes encontrar el art铆culo en acceso abierto en:聽https://www.witpress.com/elibrary/wit-transactions-on-the-built-environment/125/23501

 

 

 

Referencia:

ROJAS, G.; ROJAS, P.; GONZ脕LEZ-VIDOSA, F.; YEPES, V. (2012).聽Heuristic optimization of short corbels by smeared cracking finite element analysis.聽International Conference on Computer Aided Optimum Design in Engineering, 20-22 june. Computer Aided Optimum Design in Engineering XII. Vol. 125, pp. 71-82. Edited By: S. HERNANDEZ, University of A Coru帽a, Spain, C.A. BREBBIA, Wessex Institute of Technology, UK and W.P. DE WILDE, Vrije Universiteit Brussel, Belgium. DOI: 10.2495/OP120071聽 ISSN: 1743-3509 (on line).

 

 

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12 septiembre, 2017
 
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Design of prestressed concrete precast road bridges with hybrid simulated annealing

Dise帽o de puentes de carretera de hormig贸n prefabricado pretensado usando un algoritmo h铆brido basado en el recocido simulado

MART脥, J.V.; GONZ脕LEZ-VIDOSA, F.; YEPES, V.; ALCAL脕, J. (2013). Design of prestressed concrete precast road bridges with hybrid simulated annealing. Engineering Structures, 48:342-352. DOI:10.1016/j.engstruct.2012.09.014. ISSN: 0141-0296.(link)

Artesa-Img6122En este trabajo se describe un m茅todo para el an谩lisis y el dise帽o de puentes de carretera prefabricados de hormig贸n pretensado, con secci贸n transversal en doble U y vanos isost谩ticos. El procedimiento utilizado para resolver este problema combinatorio es una variante del algoritmo del recocido simulado, usando como movimiento basado en un operador de mutaci贸n de los algoritmos gen茅ticos (SAMO). El algoritmo se aplica al coste econ贸mico de estas estructuras a lo largo de las diferentes etapas de su fabricaci贸n, transporte y construcci贸n. El problema implica 59 variables de dise帽o discretas para definir la geometr铆a de la viga y de la losa, los materiales en estos dos elementos, y la armadura activa y pasiva. Del estudio param茅trico se concluye una buena correlaci贸n entre el coste, las caracter铆sticas geom茅tricas y el armado con respecto a la luz del puente, lo cual es de gran inter茅s para el predimensionamiento de estos puentes prefabricados. Tambi茅n se realiz贸 un an谩lisis de sensibilidad al cambio de los costes, comprob谩ndose que si existe un aumento del 20% en el coste del acero, entonces se produce un incremento del 11,82% del coste total. Sin embargo, un aumento en el 20% en el coste del hormig贸n, produce s贸lo un incremento del 4,20% en el coste total, 2,8 veces menos. Este an谩lisis tambi茅n mostr贸 que las caracter铆sticas de los puentes optimizados dependen de los escenarios econ贸micos contemplados para el precio del acero y del hormig贸n. Indicar por 煤ltimo que existe un incremento del volumen necesario de hormig贸n cuando se eleva el coste del acero; pero sorprendentemente, la variaci贸n en el volumen de hormig贸n es casi insensible a su encarecimiento.

imagen

Resultados interesantes:

  • El coste del puente se duplica cuando la luz aumenta de 20 a 40 m.
  • La resistencia caracter铆stica del hormig贸n en la viga oscila entre 40 y 聽50 MPa para los rangos entre 20 y 40 m de聽luz, mientras que en la losa聽se encuentra entre 35 y 40 MPa.
  • El canto de la viga presenta una esbeltez que no baja de聽L/18.
  • El espesor de las almas es de 10 cm en todos los casos. El resto de variables se encuentran en funci贸n de la luz y permiten un predimensionamiento de la estructura.
  • El estudio de sensibilidad de precios indica que un incremento del 20% en el coste del acero supone un aumento del coste total del 11,82%. Sin embargo, el incremento es del 20% en el hormig贸n, el coste total s贸lo sube un 4,20%. La subida del acero lleva a estructuras con menos cuant铆as de acero, pero existe una聽variaci贸n significativa en el volumen del hormig贸n cuando 茅ste sube el 20%.

ABSTRACT

This paper describes one approach to the analysis and design of prestressed concrete precast road聽bridges, with double U-shaped cross-section and isostatic spans. The procedure used to solve the combinatorial聽problem is a variant of simulated annealing with a neighborhood move based on the mutation聽operator from the genetic algorithms (SAMO). This algorithm is applied to the economic cost of these聽structures at different stages of manufacturing, transportation and construction. The problem involved聽59 discrete design variables for the geometry of the beam and the slab, materials in the two elements,聽as well as active and passive reinforcement. The parametric study showed a good correlation for the cost,聽geometric and reinforcement characteristics with the span length, which can be useful for the day-to-day聽design of PC precast bridges. A cost sensitivity analysis first indicates that a maximum 20% rise in steel聽costs leads to an 11.82% increase in the cost, while a 20% rise in concrete costs increases the cost up to聽4.20%, namely 2.8 times less. The analysis also indicated that the characteristics of the cost-optimized聽bridges are somewhat influenced by different economic scenarios for steel and concrete costs. Finally,聽there is a growth in the volume of concrete when the steel cost rises; surprisingly, the variation in the聽volume of concrete is almost insensitive to its rising price.

KEYWORDS

Concrete structures;聽Heuristic optimization;聽Precast beams;聽Prestressed concrete structures;聽Simulated annealing;聽Structural design

A parametric study of optimum tall piers for railway bridge viaducts

Estudio param茅trico de pilas altas para viaductos en las l铆neas de alta velocidad

MART脥NEZ-MART脥N, F.; GONZ脕LEZ-VIDOSA, F.; HOSPITALER, A.; YEPES, V. (2013). A parametric study of optimum tall piers for railway bridge viaducts. Structural Engineering and Mechanics, 45(6): 723-740. (link)

fig2El dise帽o de las pilas de viaductos tiene una especial importancia desde el punto de vista econ贸mico si pensamos que, dependiendo de la altura de las pilas y de las condiciones del terreno de cimentaci贸n, este coste puede llegar a ser el 50% del total del coste del puente. Este trabajo presenta un estudio param茅trico de pilas altas聽(m谩s de 50 m de altura)聽de hormig贸n armado de secci贸n hueca rectangular para puentes.聽Estas pilas se utilizan normalmente en la construcci贸n de viaductos ferroviarios de hormig贸n pretensado. Para realizar la optimizaci贸n de las pilas se emple贸聽un algoritmo de optimizaci贸n basado en el comportamiento de las hormigas (Ant Colony Optimization). Se han estudiado veinti煤n casos diferentes para siete alturas de columna de 40 , 50 , 60 , 70 , 80 , 90 y 100 m, y tres tipos de viaductos para l铆neas聽de alta velocidad con 10 tramos continuos, cuyas longitudes vano principal fueron 40 , 50 y 60 m. Las pilas estudiadas son las columnas intermedias colocadas en el medio de los viaductos. El n煤mero total de variables de dise帽o de optimizaci贸n var铆a de 139 para pilas con altura de la columna de 40 m a 307 para pilas聽con altura de 100 m. Los resultados que se presentan en el trabajo son de gran valor para el dise帽o preliminar de este tipo de estructuras, con reglas de predimensionamiento pr谩ctico de inter茅s.

Viaducto de O Eixo, www.adif.es

Resultados interesantes:

Las cuant铆as medias necesarias de acero y hormig贸n, tanto en alzado como en cimentaci贸n, para las pilas estudiadas var铆an entre 887 kg/m y 12 m3/m para alturas de 40 m a 2720 kg/m y 26 m3/3 en alguras de 100 m.

Los costes medios encontrados var铆an desde un m铆nimo de 3221 鈧/m para las pilas menos cargadas, a un m谩ximo de 6206 鈧/m en el caso de las m谩s cargadas.

A continuaci贸n os paso un par de gr谩ficas que pueden ser de inter茅s respecto al hormig贸n. El resto de informaci贸n se puede ver en el art铆culo.

Pilas 1

Pilas 2

ABSTRACT

This paper presents a parametric study of reinforced concrete bridge tall piers with hollow,聽rectangular sections. Such piers are typically used in railway construction of prestressed concrete viaducts.聽Twenty one different piers have been studied with seven column heights of 40, 50, 60, 70, 80, 90 and 100 m聽and three types of 10-span continuous viaducts, whose main span lengths are 40, 50 and 60 m. The piers聽studied are intermediate columns placed in the middle of the viaducts. The total number of optimization聽design variables varies from 139 for piers with column height of 40 m to 307 for piers with column height of聽100 m. Further, the results presented are of much value for the preliminary design of the piers of prestressed聽concrete viaducts of high speed railway lines.

KEYWORDS

Ant colony optimization; concrete structures; economic optimization; structural design; tall聽piers

22 noviembre, 2013
 
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Universidad Politécnica de Valencia