Optimización de entremados metálicos mediante algoritmos genéticos : aplicación a pórticos de edificación y al sostenimiento de túneles mediante cuadros metálicos

Abstract

El presente trabajo, conducente a tesis doctoral, desarrolla un nuevo procedimiento de optimización de entramados metálicos de acero mediante la técnica de algoritmos genéticos (GA). Posteriormente, este procedimiento se aplica al diseño de pórticos de edificación con uniones semirrígidas, y al sostenimiento de túneles y galerías de mina mediante cuadros metálicos. Los objetivos generales de este trabajo son, entre otros: Desarrollar un procedimiento de búsqueda del diseño óptimo de una estructura metálica en la que se tenga en cuenta el efecto de la flexibilidad de las uniones, de forma que el coste total resulte mínimo. Comparar el procedimiento propuesto con los diversos métodos basados en la técnica de GA. Extraer reglas de comportamiento de los pórticos metálicos de edificación, cuando se tiene en cuenta la flexibilidad de las uniones entre pilares y dinteles. Aplicar el procedimiento propuesto para la obtención del diseño óptimo de la estructura de un cuadro metálico, de forma que el coste total resulte mínimo. Extraer recomendaciones prácticas de diseño que sirvan de ayuda en la ingeniería de edificación y en la ingeniería de túneles y galerías de mina. El presente trabajo se estructura de la siguiente forma: Capítulo 1: Introducción a la optimización estructural. En este capítulo se describen, de forma genérica, diversas técnicas de optimización de problemas matemáticos, y se evalúa su aplicación al diseño de estructuras. Asimismo, se realiza un estado del arte de la literatura existente sobre optimización de estructuras. Capítulo 2: Algoritmos genéticos. En este capítulo se describen los principios básicos de la técnica de GA y sus operadores, así como las diversas estrategias basadas en dicha técnica. Capítulo 3: Un método de optimización basado en la técnica de algoritmos genéticos. En este capítulo se describe un nuevo procedimiento de optimización de estructuras de acero basado en la técnica de GA, y posteriormente se aplica al diseño de pórticos de edificación. Capítulo 4: Aplicación del método propuesto a túneles y galerías de mina. En este capítulo se aplica el procedimiento propuesto al diseño de cuadros metálicos, necesarios para el sostenimiento de túneles y galerías de mina. Conclusiones: Se describen conclusiones globales obtenidas tanto de la aplicación del GA a la optimización de pórticos de edificación y de túneles y galerías de mina. Líneas futuras de investigación: Se plantean algunas líneas de investigación, con objeto de poder desarrollar en un futuro los estudios implementados durante la redacción de este trabajo.