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http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/2494
???metadata.dc.type???: | Dissertação |
Title: | Modelo de redes neurais artificiais para previsão de frequência natural em lajes de concreto armado |
Other Titles: | Model of artificial neural networks for prediction of natural frequency in reinforced concrete slabs |
???metadata.dc.creator???: | Marangoni, Bruno |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | Kripka, Moacir |
???metadata.dc.description.resumo???: | Nos projetos de estruturas é necessário analisar as ações externas dinâmicas e determinar o efeito e a relevância das vibrações causadas, para que se possa ter controle, por exemplo, das fissurações excessivas e da forte vibração da estrutura, com base no dimensionamento adequado dos componentes estruturais ou pelo limite determinado pela frequência natural. As metodologias de obtenção de frequência natural demandam conhecimento técnico específico, são de elevado custo financeiro em virtude dos equipamentos e softwares, e exigem tempo considerável para execução. Com o objetivo desenvolver uma ferramenta alternativa para mensurar essa propriedade nas estruturas de concreto de forma simplificada, reduzindo o tempo de execução e os custos com os ensaios, foi proposto estudar e elaborar um modelo de previsão de frequências naturais das lajes utilizando Redes Neurais Artificiais (RNA). Para isso, foram elaboradas arquiteturas de rede de acordo com o banco de dados compostos por leituras in loco de lajes nervuradas e pré-moldadas. O treinamento supervisionado, validação e teste das redes foi realizado com as arquiteturas (11-6-1) e (8-5-1), respectivamente. Dentre os hiperparâmetros analisados, o earlystopping foi responsável pela parada do treinamento no ponto onde a rede apresentou o melhor desempenho, consequentemente o menor valor de erro por meio das métricas utilizadas. As redes puderam ser testadas com 30% dos dados de entrada, comparando-os com as predições realizadas por elas. É possível afirmar que a rede possibilitou a previsão de frequências de forma satisfatória para as lajes de baixas frequências. Para as lajes com frequências mais elevadas a rede não foi capaz de prever de forma precisa, uma vez que se detectou uma necessidade de manipulação de dados faltantes no banco de dados. |
Abstract: | In structural designs, it is necessary to analyze the dynamic external actions and determine the effect and relevance of the vibrations caused, so that, for example, excessive cracking and strong vibration can be controlled, based on the proper sizing of the structural components or by the limit determined by the natural frequency. The methodologies to obtaining natural frequency demand specific technical knowledge, are of high financial cost due to the equipment and software and require considerable time for execution. With the objective of developing an alternative tool to measure this property in concrete structures in a simplified way, reducing the execution time and the costs with the tests, it is proposed to study and elaborate a model to predict the natural frequencies of the slabs using Artificial Neural Networks (ANN). For this, network architectures were elaborated according to the database composed by in loco readings of ribbed and precast slabs. The supervised training, validation and testing of the networks were carried out with the (11-6-1) and (8-5-1) architectures, respectively. Among the hyperparameters analyzed, early stopping was responsible for stopping the training at the point where the network presented the best performance, consequently the lowest error value through the metrics used. The networks could be tested with 30% of the input data, comparing them with their predictions. It is possible to state that the network made it possible to predict frequencies satisfactorily for the low-frequency slabs. For slabs with higher frequencies, the network was not able to accurately predict, since a need to manipulate missing data in the database was detected. |
Keywords: | Redes neurais (Computação) Dinâmica estrutural Lajes de concreto Concreto armado |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
???metadata.dc.language???: | por |
???metadata.dc.publisher.country???: | Brasil |
Publisher: | Universidade de Passo Fundo |
???metadata.dc.publisher.initials???: | UPF |
???metadata.dc.publisher.department???: | Faculdade de Engenharia e Arquitetura – FEAR |
???metadata.dc.publisher.program???: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental |
Citation: | MARANGONI, Bruno. Modelo de redes neurais artificiais para previsão de frequência natural em lajes de concreto armado. 2022. 61 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, RS, 2022. |
???metadata.dc.rights???: | Acesso Aberto |
URI: | http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/2494 |
Issue Date: | 28-Apr-2022 |
Appears in Collections: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental |
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