Influência do lançamento estrutural na confiabilidade de vigas em concreto armado

Abstract

As estruturas de concreto armado têm sido cada vez mais difundidas nas obras de Engenharia Civil devido aos aspectos ligados ao avanço tecnológico e ao aprofundamento do conhecimento relacionado a este tipo de estrutura. Com a ampliação no uso do concreto armado, por outro lado, criou-se uma preocupação referente aos níveis de segurança presentes nos projetos estruturais elaborados. Devido às diversas incertezas presentes nas considerações e simplificações de projeto, além daquelas referentes às variações dos materiais e aos carregamentos, torna-se necessária a aplicação de métodos probabilísticos no dimensionamento e/ou verificação destas estruturas. A confiabilidade estrutural busca quantificar estas incertezas inerentes ao projeto. O presente trabalho visa proporcionar um estudo a respeito da aplicação da confiabilidade estrutural, assunto de ampla abrangência e bastante abordado na atualidade, levando em conta seu uso como método de dimensionamento em normas internacionais e a possibilidade da sua adoção nas futuras revisões das normas brasileiras. O objetivo deste trabalho de conclusão de curso é comparar e analisar a confiabilidade estrutural de vigas em concreto armado, dimensionadas segundo as normas brasileiras. O estudo é desenvolvido sobre um projeto arquitetônico de uma casa de pavimento único, considerando vários lançamentos estruturais, obtidos por diferentes engenheiros civis da região de Florianópolis. São comparados os índices de confiabilidade de uma viga contínua de um projeto em relação aos outros, sendo todos os projetos estruturais elaborados de acordo com as diretrizes apresentadas na atual norma NBR 6118 - Projeto de estruturas de concreto – Procedimento (2014). Os resultados indicaram variações significativas dos índices de confiabilidade, havendo casos em que não foram atingidos os valores mínimos indicados por normas internacionais. Os índices obtidos indicam a falta de uniformidade na segurança das estruturas dimensionadas pelo método semi-probabilístico apresentado pela norma ABNT NBR 6118:2014.

Reinforced concrete structures have becoming increasingly more popular in Civil Engineering due to aspects such as the technological advancement and increasing knowledge related to this kind of structure. On the opposite side, with the recurrent use of reinforced concrete, concerns started to be raised about the safety level of structures made of this material. Due to different uncertainties related to design considerations and simplifications, in addition to those inherent to the materials properties and to the loads, it is necessary to apply fully probabilistic methods to design and verify the performance of these structures. Structural reliability theory emerges as an attempt to assess the impact of these uncertainties on the safety of structures. The present study aims at applying structural reliability to analyze reinforced concrete structures, as already recommended by some international standard codes, taking into consideration its use within the context of civil structures design and the possibility of adopting it in future revisions of Brazilian standard codes. The main goal of this study is to compare and analyze the structural reliability of reinforced concrete beams, designed according to the Brazilian codes. The study is developed on an architectural plan of a house. Different civil engineers, all of them working in the region of Florianópolis city, were asked to define a structural solution for this building, in terms of numbers and locations of beams and columns. After that, all structural elements were designed according to the guidelines of the current Brazilian standard code NBR 6118 – Design of concrete structures – Procedure (2014), and the reliability indexes obtained for a given continuous beam, common to all solutions, were compared. Significant differences were found for the reliability indexes among the structural solutions and for some cases the minimum values suggested by international standards codes design structures, as in the case of the current Brazilian code, NBR 6118:2014, may lead to structures with significant different levels of safety.