Año: 2022

Acaban de publicarnos un artículo en Materials, revista indexada en el primer cuartil del JCR. En este caso, se ha optimizado mediante un algoritmo de optimización heurística un nuevo tipo de cercha metálica pretensada. El trabajo se enmarca en el proyecto de investigación HYDELIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València. En este caso, se trata de una colaboración entre nuestro grupo de investigación e investigadores de Georgia.

Este artículo presenta nuevos enfoques para el cálculo, el diseño y la optimización de cerchas pretensadas con un elemento de unión. Los sistemas estructurales con grandes luces, como cerchas, vigas, pórticos, etc., están sometidos a un riesgo considerable de pérdida de capacidad de carga debido a los distintos tipos de cargas aplicadas. Algunos métodos de diseño tradicionales definen los valores del pretensado en el elemento de unión y las fuerzas internas en los elementos de la celosía para evitar esta pérdida de capacidad de carga. Sin embargo, la precisión y los límites de la determinación de las fuerzas no son necesariamente conocidos. Los autores proponen un nuevo tipo de celosía pretensada y algunos nuevos enfoques en el proceso de diseño y cálculo para resolver estos inconvenientes. Los principales objetivos del estudio fueron diseñar una innovadora y nueva forma geométrica de celosía arqueada pretensada, que permite el desarrollo de una fuerza de pretensado de alto valor, para optimizar una nueva celosía para reducir el peso propio, aumentando la capacidad de carga en comparación con sus análogos. Durante el estudio se empleó el recocido simulado. Un nuevo avance en la optimización de la celosía arqueada pretensada, sugerido por los autores, reduce el peso propio y mejora la capacidad de carga de la celosía entre un 8% y un 17%, según la luz.

Abstract:

This paper represents new approaches for calculating, designing, and optimising prestressed arched trusses with a tie member. Structural systems with long spans, such as trusses, beams, and frames, are subject to a substantial risk of losing load-carrying capacity due to the types of loads applied. Some traditional design methods define the prestressing force in the tie member and the internal forces in the truss elements to avoid this loss of load capacity. However, the accuracy and limits of the determination of the forces are not necessarily known. The authors propose a new prestressed arched truss and new approaches to the design and calculation processes to address these disadvantages. The study’s main objectives were to design an innovative geometric form of a prestressed arched truss that allows the development of high-value prestressing force, to optimise a new truss for reducing self-weight and increasing load-carrying capacity compared to its analogues. The force, stiffness matrix, and simulated annealing methods were used during the study. A new optimisation approach for prestressed arched trusses, proposed by the authors, reduces the self-weight and improves the truss’s load capacity by 8–17%, depending on the span.

Keywords:

Prestressed truss; stiffness matrix method; tensile element; compressed element; optimisation; simulated annealing.

Reference:

PARTSKHALADZE, G.; ALCALÁ, J.; MEDZMARIASHVILI, E.; CHAVLESHVILI, G.; SURGULADZE, B., I.; YEPES, V. (2022). Heuristic Optimization of a New Type Prestressed Arched Truss. Materials, 15(22): 8144. DOI:10.3390/ma15228144

Pincha aquí para descargar