Confiabilidade estrutural de vigas de um edifício em concreto armado.

Abstract

Durante o dimensionamento de uma estrutura, busca-se a solução mais segura e econômica possível. Isso significa que a estrutura deve apresentar resistência, estabilidade e durabilidade apropriadas às suas condições específicas, ao mesmo tempo em que se utiliza dos recursos materiais de maneira eficiente e ponderada. No entanto, as diversas variáveis envolvidas no processo (propriedades dos materiais, ações, dentre outras), assim como as simplificações adotadas no desenvolvimento do modelo estrutural, geram incertezas que tornam a probabilidade de a estrutura apresentar respostas indesejaveis inerente ao projeto. Desta forma, o desempenho da estrutura só pode ser assegurado em termos probabilísticos. Neste trabalho, a Teoria da Confiabilidade Estrutural é aplicada na análise de vigas de concreto armado sob flexão, empregando o método de Simulação de Monte Carlo para calcular probabilidades do estado limite último ser violado. O objetivo é investigar a confiabilidade de todas as vigas de um edifício em concreto armado, dimensionadas de acordo com as diretrizes apresentadas na norma atualmente em vigência no Brasil, a NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento (ABNT, 2014). Os resultados obtidos identificam uma variabilidade significativa do índice de confiabilidade dos elementos, além de valores abaixo dos admissíveis indicados em normas internacionais. Verifica-se que as análises de confiabilidade estrutural colaboram para uma avaliação mais precisa da segurança da estrutura e os resultados obtidos auxiliam a tomada de decisão para o dimensionamento final.

During the design of a structure, one seeks the safest and most economical solution possible. This means that the structure must exhibit appropriate strength, stability and durability with respect to its specific conditions. At the same time, it must make use of material resources in an efficient way. However, the structural design process involves many variables (materials properties, actions, among others), as well as simplifications related to the structural models, associated with many uncertainties, which makes the possibility of undesirable responses inherent to the resulting structures. Therefore, the performance of the structure can only be assured in probabilistic terms. In this study, Structural Reliability Theory is applied in the analysis of reinforced-concrete beams, using Monte Carlo Simulation to calculate probabilities of failure related to the flexural ultimate limit state. The objective is to investigate the reliability level of all beams of a residential building, designed according to the guidelines presented in the standard Brazilian code, NBR 6118 - Projeto de estruturas de concreto – Procedimento (ABNT, 2014). The results indicate a significant variability of the reliability index of the elements, and some values are found to be below the target values indicated by international codes. It is noted that structural reliability analyzes may contribute to more accurate evaluations of the structural safety, and may help the decision-making process for the final design.