Optimización de secciones de vigas y columnas para el cumplimiento de la deriva en edificaciones de concreto reforzado mediante Redes Neuronales Artificiales
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.16382Palabras clave:
redes neuronales, edes neuronales artificiales (RNA), deriva, diseño sísmico, estructuras aporticadas, optimizaciónResumen
Este artículo presenta los resultados del uso de Redes Neuronales Artificiales (RNA) para la estimación de secciones óptimas de vigas y columnas en concreto reforzado en edificaciones aporticadas simétricas de 1 a 6 pisos teniendo en cuenta los requisitos mínimos exigidos en la NSR-10 relacionados con la deriva y el diseño sísmico. Además se estudió la sensibilidad de la deriva respecto a los valores de dimensiones de vigas y de columnas, para que una vez se tenga una mejor comprensión de dicha relación, se puedan obtener diseños óptimos de manera más rápida, sencilla y confiable en comparación con los procedimientos utilizados actualmente.
Descargas
Citas
N. Lagaros, M. Papadrakakis, G. Kokossalakis. “Structural optimization using evolutionary algorithms”. Computers and Structures. Vol. 80. 2002. pp. 571-589. DOI: https://doi.org/10.1016/S0045-7949(02)00027-5
C. Camp S. Pezeshk, H. Hansson. “Flexural design of reinforced concrete frames using a genetic algorithm”. Journal of Structural Engineering. Vol. 129. 2003. pp. 105-115. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2003)129:1(105)
N. Ahmadi, R. Moghadas, A. Lavaei. “Dynamic analysis of structures using neural networks”. American Journal of Applied Sciences. Vol. 5. 2008. pp. 1251-1256. DOI: https://doi.org/10.3844/ajassp.2008.1251.1256
M. Sonmez. “Discrete optimum design of truss structures using artificial bee colony algorithm”. Structural and Multidisciplinary Optimization. Vol. 43. 2011. pp. 85-97. DOI: https://doi.org/10.1007/s00158-010-0551-5
D. Suji, S. Natesan, R. Murugesan, R. Sanjai. “Optimal design of fibrous concrete beams through simulated annealing”, Asian Journal of Civil Engineering– Building and Housing. Vol. 9. 2008. pp. 193-213
C. Ferreira, M. Barros, A. Barros. “Optimal design of reinforced concrete T-sections in bending”. Engineering Structures. Vol. 25. 2003. pp. 951-964. DOI: https://doi.org/10.1016/S0141-0296(03)00039-7
M. Lepš, M. Šejnoha. “New approach to optimization of reinforced concrete beams”. Computers and Structures. Vol. 81. 2003. pp. 1957-1966. DOI: https://doi.org/10.1016/S0045-7949(03)00215-3
C. Coello, A. Christiansen. “Multiobjective optimization of trusses using genetic algorithms”. Computers and Structures. Vol. 75. 2000. pp. 647-660. DOI: https://doi.org/10.1016/S0045-7949(99)00110-8
M. Ghozi, P. Aji, P. Suprobo. “Evolutionary Parallel SAP2000 for truss structure optimization”, International Journal Academic Research. Vol. 3. 2011. pp. 1140-1145.
C. Chan, M. Wong. “Evolutionary optimization of braced steel frameworks for tall buildings using a hybrid OC-GA method”. Advances in Engineering Structures, Mechanics and Construction–Solid Mechanics and Its Applications. Vol. 140. 2006. pp. 205-214. DOI: https://doi.org/10.1007/1-4020-4891-2_17
J. Lee. C. Yun. “Damage localization for bridges using probabilistic neural networks”. KSCE Journal of Civil Engineering. Vol. 11. 2007. pp. 111-120. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02823854
N. Caglar, M. Elmasa, Z. Yamana, M. Saribiyikb. “Neural networks in 3-dimensional dynamic analysis of reinforced concrete buildings”. Construction and Building Materials. Vol. 22. 2008. pp. 788-800. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2007.01.029
G. Vanderplaats. “Structural optimization: where we’ve been and where we’re going”. Computer Aided Optimum Design of Structures V. Vol. 28. 1977. pp. 45-54.
L. Schmit, B. Farshi. “Some approximation concepts for structural synthesis”. Journal of American Institute of Aeronautics and Astronautics. Vol. 12. 1974. pp. 692-699. DOI: https://doi.org/10.2514/3.49321
H. Adeli. “Neural Networks in Civil Engineering: 1989-2000”. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering. Vol. 16. 2001. pp. 126-142. DOI: https://doi.org/10.1111/0885-9507.00219
M. Hadi. “Neural networks applications in concrete structures”. Computers and Structures. Vol. 81. 2003. pp. 373-381. DOI: https://doi.org/10.1016/S0045-7949(02)00451-0
N. Caglar. “Neural network based approach for determining the shear strength of circular reinforced concrete columns”. Construction and Building Materials. Vol. 23. 2009. pp. 3225-3232. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2009.06.002
M. Hakan. “An evaluation of effective design parameters on earthquake performance of RC buildings using neural networks”. Engineering Structures. Vol. 32. 2010. pp. 1888-1898. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2010.03.010
O. Möller, R. Foschi, L. Quiroz, M. Rubinstein. “Structural optimization for performance-based design in earthquake engineering: Applications of neural networks”. Structural Safety. Vol. 31. 2009. pp. 409- 499. DOI: https://doi.org/10.1016/j.strusafe.2009.06.007
N. Lagaros, M. Papadrakakis. “Neural network based prediction schemes of the non-linear seismic response of 3D buildings”. Advances in Engineering Software. Vol. 44. 2012. pp. 92-115. DOI: https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2011.05.033
N. Lagaros, M. Papadrakakis. “Reliability-based structural optimization using neural networks and Monte Carlo simulation”. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. Vol. 191. 2002. pp. 3491-3507. DOI: https://doi.org/10.1016/S0045-7825(02)00287-6
L. Zhang, G. Subbarayan. “An evaluation of backpropagation neural networks for the optimal design of structural systems: Part I. Training procedures”. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. Vol. 191. 2002. pp. 2873-2886. DOI: https://doi.org/10.1016/S0045-7825(01)00372-3
L. Zhang, G. Subbarayan. “An evaluation of backpropagation neural networks for the optimal design of structural systems: Part II. Numerical evaluation”. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. Vol. 191. 2002. pp. 2887-2904. DOI: https://doi.org/10.1016/S0045-7825(02)00213-X
E. Caicedo, J. López. “Perceptrón Multicapa y Algoritmo Backpropagation”. Una aproximación práctica a las Redes Neuronales Artificiales. 1a ed. Ed. Universidad del Valle. Cali, Colombia. 2009. pp. 75- 136. DOI: https://doi.org/10.25100/peu.64
B. del Brío, A. Sanz. “Fundamentos de las Redes Neuronales Artificiales”, “Redes Neuronales Supervisadas”, “Aplicaciones de Redes Neuronales Artificiales”, Redes neuronales y sistemas difusos. 2a ed. Ed. Alfaomega. Ciudad de México, México. 2002. pp. 13-32, pp. 63-84, 209-240.
S. Haykin. “Introduction”, “Learning Processes”, “Single Layer Perceptrons”, “Multilayer Perceptrons”. Neural Networks. A comprehesive foundation. 2a ed. Ed. Pearson Prentice Hall. Singapur, Singapur. 1999. pp. 23-71, 72-124, 136-170, 178-266.
B. Gottfried, J. Weisman. “Introduction”, “Optimization fundamentals”. Introduction to optimization theory. 1st ed. Ed. Prentice Hall. New Jersey, USA. 1973. pp. 4-22, 26-57.
R. Haftka, Z. Gürdal. “Classical tools in Structural Optimization”. Elements of Structural Optimization. 3rd ed. Ed. Kluwer Academic Publishers. Amsterdam, The Netherlands. 1992. pp. 23-61. DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-011-2550-5_2
AIS. “Título A”, “Título C”. Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo-Resistente. Bogotá, Colombia. 2010. pp. A15-A30, A76, C42, C69, C178.
M. Hudson, M. Hagan, H. Demuth. “Multilayer Networks and Backpropagation Training”. Neural Network Toolbox, User’s Guide. Ed. The Mathworks Inc. Natick, USA. 2011. pp. 3.2-3.28.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2018 Revista Facultad de Ingeniería

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los artículos disponibles en la Revista Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia están bajo la licencia Creative Commons Attribution BY-NC-SA 4.0.
Eres libre de:
Compartir — copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato
Adaptar : remezclar, transformar y construir sobre el material.
Bajo los siguientes términos:
Reconocimiento : debe otorgar el crédito correspondiente , proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se realizaron cambios . Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de ninguna manera que sugiera que el licenciante lo respalda a usted o su uso.
No comercial : no puede utilizar el material con fines comerciales .
Compartir igual : si remezcla, transforma o construye a partir del material, debe distribuir sus contribuciones bajo la misma licencia que el original.
El material publicado por la revista puede ser distribuido, copiado y exhibido por terceros si se dan los respectivos créditos a la revista, sin ningún costo. No se puede obtener ningún beneficio comercial y las obras derivadas tienen que estar bajo los mismos términos de licencia que el trabajo original.