Análise da Confiabilidade de Vigas de Concreto Armado

Abstract

No dimensionamento de vigas para uma estrutura de concreto armado são usados diversos coeficientes de segurança e variáveis no cálculo da resistência, que devem estar conforme as normas NBR 6118:2014 (Projeto de Estruturas de Concreto Armado), NBR 8800:2008 (Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios) e NBR 8681:2003 (Ações e segurança nas estruturas - Procedimento), da ABNT, para que não haja problemas relacionados ao desempenho, resistência, durabilidade e suporte das vigas, assim como apresente viabilidade financeira e com isso consiga manter-se estável, apesar dos esforços e cargas solicitantes. Contudo, esses coeficientes possuem incertezas em relação à confiabilidade devido a fatores como arredondamentos, simplificações, diferentes materiais e seções, dentre outros, que podem atuar em conjunto aumentando cada vez mais a probabilidade de falha da viga, podendo gerar danos irreversíveis para a estrutura projetada. Tais incertezas só podem ser mensuradas e estudadas com base na probabilidade e, para isso, neste trabalho utilizado o Método de Monte Carlo, teorizado de acordo com a Confiabilidade Estrutural. Com isso é possível analisar se a estrutura tem alta ou baixa probabilidade de ter o estado limite último violado, portanto, faz-se a comparação da segurança relativa de vigas produzidas com tais materiais, considerando as normas. O objetivo da pesquisa é analisar duas vigas dimensionadas com base na norma brasileira NBR 6118:2014 e compará-las com duas dimensionadas com base na confiabilidade gerando dados aleatórios, e verificar a probabilidade de violações acontecerem com análise consequencial de eventos de imprevisibilidade ou baixa probabilidade e alto impacto. O resultado mostra que é necessário ter cuidado com os coeficientes de ponderação do concreto e do aço, bem como alterá-los ou alterar os materiais envolvidos para se ter a segurança ideal, além de fazer uma análise paralela com relação as consequências envolvendo acontecimentos indevidos e de alto impacto, pensando não mais em probabilidade e números, e sim em como proceder nestes casos.

During When dimensioning beams for a reinforced concrete structure, several safety coefficients and variables are used in the calculation of resistance, which must comply with the standards NBR 6118: 2014 (Design of Reinforced Concrete Structures), NBR 8800: 2008 (Design of reinforced concrete steel and structures composites of steel and concrete buildings) and NBR 8681:2003 (Actions and safety in structures - Procedure), from ABNT, so that there are no problems related to the performance, strength, durability and support of the beams, as well as presenting financial viability and with that manages to remain stable, despite the efforts and loads requested. However, these coefficients have uncertainties in relation to reliability due to factors such as rounding, simplifications, different materials and sections, among others, which can act together, increasing the probability of beam failure, which can cause irreversible damage to the designed structure. . Such uncertainties can only be measured and studied based on probability and, for this, the Monte Carlo Method is used in this work, theorized according to Structural Reliability. With this, it is possible to analyze whether the structure has a high or low probability of having the ultimate limit state violated, therefore, a comparison of the relative safety of beams produced with such materials is made, considering the standards. The objective of the research is to analyze two beams designed based on the Brazilian standard NBR 6118:2014 and compare them with two designed based on reliability, generating random data, and verifying the probability of violations happening with consequential analysis of unpredictability or low probability events. and high impact. The result shows that it is necessary to be careful with the weighting coefficients of concrete and steel, as well as changing them or changing the materials involved in order to have optimal security, in addition to making a parallel analysis regarding the consequences involving undue events and of high impact, no longer thinking about probability and numbers, but about how to proceed in these cases.