Resumen de Plane trusses optimization by means of parametric design and genetic algorithms applying visual programming

Hugo Félix Begliardo Olivero, Matías Bonelli Hernández

• español

  La optimización de estructuras es un fin anhelado, pero no siempre se concreta en la práctica de la ingeniería, bien sea por el ingente esfuerzo adicional que demanda o por no contarse con los recursos necesarios para llevarlo a cabo. El ingeniero estructural habitualmente utiliza procedimientos tipo lote, consistentes en emplear software donde se ingresan los datos, se ejecuta el análisis y se evalúan los resultados sobre los que se decide si se acepta el diseño o se le deben practicar modificaciones, en cuyo caso el proceso se vuelve a repetir. Consecuencia de ello es que el resultado final, normalmente, será susceptible a mejoras, de allí que el campo de la optimización usualmente ha quedado reservado al ámbito académico. Las nuevas corrientes de la ingeniería estructural procuran la optimización apoyándose en el diseño paramétrico y la computación evolutiva. Como aporte adicional al empleo de estos medios, el objetivo de este trabajo es presentar un algoritmo desarrollado mediante programación visual para la optimización de las secciones, forma y topología de celosías planas de tipologías clásicas, como: Howe, Pratt o Warren. Asimismo, destacar las ventajas que provee el empleo de este recurso para la labor profesional del ingeniero estructural, al permitirle desarrollar sus propios algoritmos sin necesidad de conocimientos previos de programación, y lograr beneficios tanto económicos como medioambientales a partir del ahorro de materiales. Todo ello configura un claro traslado de los avances de la tecnología informática a la práctica profesional, excediendo las fronteras de las aplicaciones académicas. Como ejemplo de aplicación se compara una armadura analizada mediante procedimientos tradicionales, sin optimizar, y la misma armadura optimizada con el algoritmo mencionado.

• English

  The optimization of structures is a wished goal, but it is not always achieved in engineering practice, due to either the large additional effort that it demands or the lack of necessary resources to carry it out. Structural engineers usually use batch procedures, consisting of utilizing the software, in which data are input, running the analysis and evaluating the results, along which it is decided whether the design is accepted or modifications must be made, in which case the process is repeated again. The consequence of this is that the final result, normally, will always be improvable. For that reason, the field of optimization has usually been reserved to the academia. The new currents of structural engineering seek optimization by means of parametric design and evolutionary computing. As an additional contribution to the use of these resources, the objective of this work is to present an algorithm developed through visual programming for sizing, shape and topology optimization of plane trusses of the classic Howe, Pratt or Warren typologies, and to highlight the advantages that the use of this resource provides for the professional work of structural engineers, since it allows them to develop their own algorithms without the need of previous knowledge of programming, and to achieve economic and environmental benefits from saving materials. All this configures a clear transfer of the advances of computer technology to professional practice, extending the frontiers of the academic sphere. As an example of application, a truss analyzed by traditional methods, without optimizing, and the same truss optimized with the aforementioned algorithm, are compared.