Diseño automático de forjados mixtos con chapa nervada, basado en criterios de eficiencia energética y económicos

• Autores: Julián Alcalá González, Víctor Yepes Piqueras, José Vicente Martí Albiñana, Ángela Bárcena Saiz
• Localización: Resúmenes de comunicaciones, 2014, ISBN 978-84-89670-80-8, págs. 77-78
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Energy efficiency and economic optimization design of composite slabs with steel deck
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• Resumen
  • español

    Los forjados mixtos con chapa colaborante son una tipología de estructuras horizontales que está experimentando un crecimiento continuo en las últimas décadas.

    Su optimización presenta un enorme interés para conseguir diseños más asequibles y sostenibles, que permitan un mejor aprovechamiento de los recursos necesarios.

    El objetivo de este trabajo es aplicar técnicas heurísticas para este tipo de forjados, permitiendo plantearse el problema de una manera más compleja, utilizando una definición completa del forjado mixto y sus componentes, mientras que al mismo tiempo satisface las restricciones de este tipo de estructuras.

    El proceso de obtención del diseño contiene diferentes funciones: generación de la estructura y solución constructiva, comprobación estructural y condiciones de confort, y evaluación económica o del consumo energético.

    Los algoritmos de optimización aplicados al elemento constructivo se basan en tres heurísticas, pertenecientes a los métodos de búsqueda secuencial por entornos:

    búsqueda local de descenso (DLS), simulado recocido (SA) y el umbral de aceptación (TA).

    Se muestran las principales características, los parámetros que deben calibrarse y los diferentes modos de selección de dichos parámetros, para cada una de las heurísticas.

    La comparación de los resultados ha permitido descartar el algoritmo DLS por mostrar una menor eficacia para las parametrizaciones ensayadas, sin embargo señalando la SA como la mejor heurística de todas ellas.

    Por último, una vez seleccionada la mejor calibración del SA, se ha estudiado la sensibilidad del modelo y un estudio paramétrico con diferentes tramos horizontales y diferentes zonas climáticas, donde se analiza la geometría, los materiales de las soluciones constructivas, las cuantías de acero y hormigones.

  • English

    The composite slabs are a typology of structures that is experimenting a continuous growth in the last few decades. Its optimization presents an enormous interest in order to get more affordable and sustainability designs which would enable a better use of the resources required. The aim of this work is to apply heuristic techniques to these slabs, allowing the problem to be raised in a more complex way, which, at the same time, has been used for a complete definition of the composite slab while satisfying the constraints for this kind of structures. The process of obtaining the design consists of different functions: structure and building solution generation , structural and comfort conditions testing, and economic evaluation or energy consumption.

    The optimization algorithms implemented to the building element are based on three heuristics, belonging to the methods of local search: descent local search (DLS), simulated annealing (SA) and threshold accepting (TA).

    Comparison of the results led to discard the DLS algorithm to show a lower efficacy for the tested examples, however have shown the SA as better heuristics of them all. Finally, once selected the best calibration of the SA, we have studied the sensitivity of the model and parametric study of commonly used composite slabs with different horizontal spans and climatic zone, in which the geometry, materials of the building solutions, reinforcement of steel and concrete are analyzed.