Optimization of the design of a steel fiber reinforced concrete portal frame using the metaheuristic Simulated Annealing algorithm

Abstract

El objetivo de esta investigación fue optimizar el diseño de un pórtico de hormigón reforzado con fibras de acero utilizando el algoritmo Simulated Annealing. La metodología fue básica, no experimental y descriptiva simple, utilizando Excel para recoger los datos iniciales. Tras 14.000 iteraciones del algoritmo, se identificó un diseño óptimo con dos columnas de 40 x 40 cm y una viga peraltada de 25 x 40 cm. Las barras de acero fueron del 1,25% para las columnas y del 1% para las vigas, con fibras de acero añadidas a razón de 20 kg/m3. Esto permitió optimizar el costo total a S/. 1236.32 soles, reduciendo el costo inicial estimado en 67.68%, sin incluir los costos de mano de obra. En conclusión, la aplicación del algoritmo de Recocido Simulado logró un diseño eficiente y rentable del pórtico de concreto reforzado con fibras de acero. El diseño final cumplió las especificaciones geométricas y de resistencia requeridas, validando los resultados con el análisis ETABS. Demostrando que la optimización metaheurística es una herramienta eficaz para el diseño de pórticos de hormigón reforzado con fibras de acero.