Optimización de Secciones Transversales de Pórticos de Hormigón Armado mediante Uso de la Técnica de Programación Cuadrática Secuencial SQL

Abstract

Hasta hace pocos años, el proceso de diseño requería fundamentalmente una gran experiencia por parte del diseñador, quien debía utilizarla en casi todas las etapas del proceso de diseño. Por otro lado, en los últimos años ha cobrado gran impulso una rama de la ingeniería conocida como “optimización estructural”, donde los problemas de diseño se reformulan en base a una o más funciones objetivo. En este trabajo se presenta una metodología para el Diseño de Costo Óptimo (DCO) de pórticos de hormigón armado de edificaciones sometidos a cargas estáticas, basada en los requerimientos de la norma ACI 318 – 08, mediante minimización matemática del costo de la estructura, tomado como la sumatoria de los costos actualizados del hormigón, acero de refuerzo y encofrados, que incluyen porcentajes por impuestos y mano de obra. Para lograr este objetivo se emplea la técnica de Programación Cuadrática Secuencial SQP, para posteriormente hacer la comparación con los resultados obtenidos por un diseño tradicional. El problema de optimización es resuelto con la librería “Optimization Toolbox” del programa computacional MATLAB R2009a, donde se puede acceder a varias técnicas de programación no lineal. Finalmente, se presenta un ejemplo aplicando la técnica SQP, obteniendo soluciones más económicas frente a diseños tradicionales en un 11.73% para vigas simplemente armadas y 31% para columnas cortas, llegando a considerar al Diseño de Costo Óptimo como una alternativa técnica y económicamente viable para proyectos de edificación.