Esta pesquisa apresenta uma exploração abrangente do projeto e otimização de vigas-parede de concreto armado por meio da aplicação de abordagens baseadas em desempenho. O Artigo I introduz o Método das Bielas e Tirantes Baseado em Desempenho (OBTBD) como um método alternativo para o projeto de vigas-parede com grandes aberturas (descontinuidades geométricas). Por meio de investigações experimentais e numéricas, o OBTBD é comparado com os Campos de Tensão Elastoplástico (CTEP) e o Método das Bielas e Tirantes (MBT) utilizando várias amostras. As conclusões evidenciam os resultados promissores do método proposto, demonstrando sua efetividade na otimização do uso de materiais e no aprimoramento do desempenho estrutural. O Artigo II apresenta o Método dos Tirantes Generativos (MTG) como uma solução alternativa para o projeto de vigas-parede com descontinuidades de carregamento, superando algumas limitações dos métodos convencionais. O MTG é um procedimento não linear que utiliza a Análise de Elementos Finitos (AEF) baseada em CTEP para gerar de forma iterativa layouts otimizados de armaduras para elementos de concreto estrutural (CE). Por meio de investigações experimentais em escala real, é validada a adequação do MTG para o projeto de vigas-parede com descontinuidades de carregamento, afirmando sua eficácia e confiabilidade na obtenção de um desempenho estrutural superior. O Artigo III apresenta uma avaliação detalhada de vigas-parede em escala real com descontinuidades geométricas projetadas utilizando o MTG. O estudo enfatiza a importância da seleção de parâmetros apropriados para o projeto de vigas-parede de concreto armado com o MTG, como o nível admissível de perda de resistência à compressão devido à atuação de tensões de tração elevadas no concreto. A análise comparativa demonstra que os espécimes projetados com o MTG superam o espécime projetado com o MBT (estudado no Artigo I), exibindo melhores índices de desempenho e ductilidade mais evidente. O Artigo IV explora a integração da Otimização Topológica e do MTG por meio de uma abordagem baseada em Design Generativo proposta para o projeto de vigas-parede de CE com descontinuidades geométricas. Simulações computacionais utilizando AEF e testes experimentais em escala real forneceram informações valiosas sobre estratégias de otimização, destacando a eficácia dos espécimes projetados com o MTG em termos de ductilidade e otimização de materiais. Os resultados sugerem o potencial do método baseado em Design Generativo para elementos estruturais de concreto com descontinuidades. Esta pesquisa faz uma contribuição significativa para o campo do projeto de vigas-parede de concreto armado, introduzindo metodologias práticas, inovadoras e orientadas pelo desempenho. A pesquisa oferece soluções valiosas para aprimorar o desempenho estrutural e a eficiência no projeto de vigas-parede de CE.

This research comprehensively explores the design and optimization of reinforced concrete deep beams through the application of performance-based approaches. Research Paper I introduces the Strut-and-Tie Performance-based Optimization (STPBO) framework as an alternative method for the design of deep beams with large openings (geometric discontinuities). Through experimental and numerical investigations, the STPBO approach is compared with the Elastic-plastic Stress Fields (EPSF) and Strut-and-Tie (STM) methods using various specimens. The findings illustrate the promising outcomes of the proposed method, demonstrating its effectiveness in optimizing material usage and enhancing structural performance. Research Paper II presents the Generative Tie Method (GTM) as an alternative solution for designing deep beams with loading discontinuities, overcoming some limitations of conventional methods. The GTM is a nonlinear procedure that utilizes finite element analysis (FEA) based on EPSF to iteratively generate optimized reinforcement layouts for structural concrete (SC) members. Through extensive large-scale experimental investigations, the suitability of the GTM for designing deep beams with loading discontinuities is validated, affirming its efficacy and reliability in achieving superior structural performance. Research Paper III presents a detailed evaluation of large-scale deep beams with geometric discontinuities designed using GTM. The study emphasizes the significance of selecting appropriate parameters for reinforced concrete deep beam design with GTM, such as the admissible level of compressive strength loss due to high tensile strain acting in the concrete. The comparative analysis demonstrates that GTM-designed specimens outperform the STM-designed specimen (studied in Research Paper I), exhibiting improved performance ratios and enhanced ductility. Research Paper IV explores the integration of Topology Optimization and GTM through a proposed generative design framework for the design of SC deep beams with geometric discontinuities. Computational simulations using FEA and large-scale experimental testing provided valuable insights into optimization strategies, highlighting the efficacy of the GTM-designed specimens in terms of ductility and material optimization. The findings suggest the potential of the generative design framework for structural concrete members with discontinuities. This research significantly contributes to the reinforced concrete deep beam design field by introducing practical, innovative, and performance-driven methodologies. The research offers valuable solutions to enhance structural performance and efficiency in SC deep beam design.