Abstract In order to provide more sustainable solutions to the design of composite truss beams, the present work proposes a formulation to optimize dimensional, geometric and topologic parameters aiming to minimize CO2 emissions. Genetic Algorithm (GA) and Particle Swarm Optimization (PSO) are used to solve the optimization problem considering the choice of steel profiles, characteristic strength of concrete, formwork, number of panels and truss total height. The methodology is applied to three problems where three different types of profile geometry and three models of truss are considered in order to compare and analyze its results. The program considers double angles, circular hollow tubes and circular concrete-filled tubes, as well as Pratt, Howe and Warren models. The three problems are identical, with the exception of the span size, varying between 8, 24 and 40 meters. In conclusion, results show the algorithms provide equal or similar solutions, with the Warren model and circular concrete-filled tube being the best solutions in all cases, especially for larger spans, reaching an emission reduction of up to 40% in relation to the Howe model using double angles. The critical criterion in the sizing of all cases attained a design-resistant effort relation greater than 90% in all cases, confirming the effectiveness of the optimization, being the combined criterion the critical in most of them.
Resumo A fim de fornecer soluções mais sustentáveis para o projeto de vigas mistas treliçadas, o presente trabalho propõe uma formulação para otimizar parâmetros dimensionais, geométricos e topológicos visando minimizar as emissões de CO2. Algoritmo Genético (GA) e Otimização por Enxame de Partículas (PSO) são utilizados para resolver o problema de otimização considerando a escolha dos perfis de aço, resistência característica do concreto, formas, número de painéis e altura total da treliça. A metodologia é aplicada a três problemas onde são considerados três tipos diferentes de geometria de perfil e três modelos de treliça para comparar e analisar seus resultados. O programa considera cantoneiras duplas, tubos circulares vazados e tubos circulares preenchidos com concreto, bem como os modelos de treliça Pratt, Howe e Warren. Os três problemas são idênticos, com exceção do tamanho do vão, que varia entre 8, 24 e 40 metros. Em conclusão, os resultados mostram que os algoritmos fornecem soluções iguais ou semelhantes, sendo o modelo de Warren e o tubo circular preenchido com concreto o mais eficiente em todos os casos, especialmente para vãos maiores, atingindo uma redução de emissão de até 40% em relação ao modelo Howe utilizando cantoneiras duplas. O critério crítico no dimensionamento de todos os casos atingiu uma relação entre esforço solicitante e resistente maior que 90% em todos os casos, confirmando a eficácia da otimização, sendo o critério de flexão combinada o crítico na maioria deles.
