Análise de confiabilidade estrutural de uma barragem de gravidade de concreto

Abstract

As barragens são estruturas sujeitas a níveis elevados de incertezas, e o projeto de barragens de concreto à gravidade usualmente se utiliza de métodos semi-probabilísticos, especificados nos códigos de projeto, que não consideram diretamente o efeito dessas incertezas na segurança da estrutura. A partir da aplicação da teoria e dos métodos de confiabilidade estrutural é possível quantificar o impacto das incertezas inerentes a essas estruturas em termos de probabilidades de falha e dos respectivos índices de confiabilidade estrutural. Este trabalho apresenta a análise de confiabilidade estrutural aplicada ao estudo de caso de uma barragem de gravidade de concreto existente e a discussão de quais são os modos de falha e os parâmetros de projeto com maior influência na segurança da estrutura. Os resultados são obtidos empregando o Método de Monte Carlo simples, a partir dos quais são comparados os índices de confiabilidade obtidos para várias condições de carregamento. Os resultados mostram que o deslizamento é o modo de falha dominante, em relação aos modos de falha por tombamento e por flutuação, que tiveram resultados de probabilidade de ocorrência significativamente menores.

Dams are structures subjected to high levels of uncertainties. The design of gravity dams commonly employs semi-probabilistic methods specified in the design codes, which do not directly consider the effect of these uncertainties on structural safety. By applying the theory and methods of structural reliability, it is possible to quantify the impact of the uncertainties inherent to these structures in terms of failure probabilities and the respective structural reliability indices. The present study applies structural reliability analyses to the case study of an existing gravity dam and discusses the failure modes and the design parameters with the greatest influence on the safety of the structure. The failure probabilities are estimated via Simple Monte Carlo method for different loading conditions. The results show that sliding is the dominant failure mode when compared to the failure modes of overturning and floating, for which significantly lower failure probabilities are obtained.