Optimización Estructural para Costo Mínimo con Restricciones de Confiabilidad: Evaluación de Alternativas de Diseño Sísmico

Abstract

El proceso de toma de decisiones en ingeniería involucra la consideración de diferentes estrategias de diseño con las ventajas y desventajas de cada solución. Las dificultades en las decisiones se incrementan con la importancia y complejidad del problema, los requerimientos de desempeño, las incertidumbres involucradas y el costo asociado a cada alternativa. En este trabajo se comparan dos alternativas de diseño sísmico, (a) pórtico tradicional, (b) pórtico con dispositivos de disipación de energía. En esta segunda alternativa los elementos estructurales son más livianos pero se agrega el costo de los disipadores. Dentro de este contexto, se utiliza un algoritmo de optimización de búsqueda aleatoria sin cálculo de gradientes, con restricciones de confiabilidad calculadas mediante el uso de redes neuronales que aproximan los índices de confiabilidad en función de diferentes parámetros de diseño. En el ajuste de las redes neuronales se utilizan resultados del análisis dinámico no lineal para la distorsión de piso en función del conjunto de variables aleatorias. El costo esperado total resulta
muy similar entre las dos alternativas, con mejor comportamiento estructural en el diseño con control de vibraciones.