Otimização de sistema de piso misto de aço e concreto considerando o impacto ambiental e econômico

Resumo

O sistema de piso misto, composto por steel deck e laje de concreto, gera estruturas mais eficientes e econômicas. Por outro lado, o dimensionamento deste tipo de estrutura apresenta um elevado nível de complexidade devido à consideração de várias variáveis. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho é apresentar a formulação de um problema de otimização para um sistema de piso misto (aço e concreto) considerando os impactos ambientais e econômicos. Para formular o problema, a redução do impacto ambiental foi adotada como função objetivo - assumindo como parâmetros da otimização a emissão de CO₂ e o custo financeiro. As restrições foram atendidas pelos estados limitadores impostos na norma NBR 8800:2008. A rotina foi desenvolvida via Matlab R2016a e o processo de otimização foi realizado utilizando o Algoritmo Genético existente na plataforma. São apresentados dois exemplos de aplicação da formulação em questão: o primeiro da literatura e o segundo de um edifício existente - em ambas as situações foram analisadas as influências de diferentes resistências características à compressão do concreto. Os resultados do problema de otimização mostram uma redução na geometria e, consequentemente, no seu peso. A solução encontrada pelo programa reduz em até 17.70% as emissões de CO₂ e até 17.47% o custo financeiro. Quando se aplicou diferentes resistências à compressão do concreto, a solução ótima de impacto ambiental não obteve o menor custo. Em geral, a fôrma de steel deck obteve o maior percentual de impacto ambiental, enquanto as vigas secundárias e principais, com a mesma configuração de forma, tiveram o maior custo financeiro. Portanto, mostra-se que a solução de projeto ideal para as emissões de CO₂ nem sempre é a melhor solução para o custo financeiro.

Palavras-chave:
sistema de piso misto de aço-concreto; custo e impacto ambiental; algoritmo genético