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Title
Un modelo de solución aproximado para el prediseño optimizado de edificios de madera prefabricada con el sistema marco-plataforma
Subject
620
Ingeniería
Edificios - Diseño y construcción
Estructuras de madera - Diseño y construcción
Construcciones prefabricadas
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2021
En el contexto de construcción prefabricada para edificios de madera con el sistema
marco-plataforma, se plantea una metodología automatizada para asistir en el prediseño
esquemático, con el objetivo de agilizar el proceso de diseño.
El problema de prediseño estructural se modela mediante programación matemática.
Como resultado, se obtiene un modelo de programación entera mixta no-lineal (MINLP),
que busca minimizar el costo de materiales y la cantidad de paneles. El modelo considera
la determinación de distintos parámetros del tipo Building Information Modelling (BIM),
tales como: la elección de soluciones constructivas de muro, soluciones constructivas de
piso, elección de segmentos estructurales de corte, elección de anclajes anti-volcamiento
y configuración de paneles (de muro y losa). A su vez, la solución se encuentra sujeto
al cumplimiento estructural según el método de tensión admisible (ASD) y el análisis
estático, según las normas chilenas NCh433 y NCh1198.
Se presentan métodos de resolución exactos basados en la formulación completa del
problema y un método de descomposición basado en la distancia de Hamming. También
se propone un método aproximado que combina métodos exactos de programación entera mixta y heurísticas. En la práctica, solamente el método aproximado resulta tratable computacionalmente.
Para validar el algoritmo, se consideran dos casos de estudio (A y B) basados en diseños realistas de edificios de madera. Se utiliza el esquema aproximado para resolver estas
instancias y se obtiene una solución incumbente estructuralmente factible en no más de 2
minutos con un gap de optimalidad de 14, 9% y 8, 9% y costo de materiales de 2, 3 UF/m2
y 2, 0 UF/m2, para los casos A y B respectivamente.
marco-plataforma, se plantea una metodología automatizada para asistir en el prediseño
esquemático, con el objetivo de agilizar el proceso de diseño.
El problema de prediseño estructural se modela mediante programación matemática.
Como resultado, se obtiene un modelo de programación entera mixta no-lineal (MINLP),
que busca minimizar el costo de materiales y la cantidad de paneles. El modelo considera
la determinación de distintos parámetros del tipo Building Information Modelling (BIM),
tales como: la elección de soluciones constructivas de muro, soluciones constructivas de
piso, elección de segmentos estructurales de corte, elección de anclajes anti-volcamiento
y configuración de paneles (de muro y losa). A su vez, la solución se encuentra sujeto
al cumplimiento estructural según el método de tensión admisible (ASD) y el análisis
estático, según las normas chilenas NCh433 y NCh1198.
Se presentan métodos de resolución exactos basados en la formulación completa del
problema y un método de descomposición basado en la distancia de Hamming. También
se propone un método aproximado que combina métodos exactos de programación entera mixta y heurísticas. En la práctica, solamente el método aproximado resulta tratable computacionalmente.
Para validar el algoritmo, se consideran dos casos de estudio (A y B) basados en diseños realistas de edificios de madera. Se utiliza el esquema aproximado para resolver estas
instancias y se obtiene una solución incumbente estructuralmente factible en no más de 2
minutos con un gap de optimalidad de 14, 9% y 8, 9% y costo de materiales de 2, 3 UF/m2
y 2, 0 UF/m2, para los casos A y B respectivamente.
Creator
Macherone Chaparro, José Ignacio
Date
2021-10-25T16:26:27Z
2021-10-25T16:26:27Z
2021
Contributor
Angulo, Gustavo
Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Rights
acceso abierto
Format
xii, 78 páginas
application/pdf
Language
es
Type
tesis de maestría
Identifier
10.7764/tesisUC/ING/62861
https://doi.org/10.7764/tesisUC/ING/62861
https://repositorio.uc.cl/handle/11534/62861