Análise de confiabilidade estrutural dos modos de falha de vigas mistas

Abstract

Esse trabalho apresenta um estudo do comportamento dos modos de falha de vigas mistas aço concreto, considerando o dimensionamento apresentado pela ABNT NBR 8800:2008. O método utilizado é probabilístico, pois considera os aspectos randômicos das principais variáveis aleatórias envolvidas em problemas dessa natureza. Na obtenção dos índices de confiabilidade de cada modo de falha, é utilizado o método FORM, presente na confiabilidade estrutural. O principal objetivo da pesquisa é quantificar o nível de segurança de cada modo de falha das vigas mistas, verificando quais desses modos governam o comportamento mecânico da estrutura. Um estudo dos principais parâmetros envolvidos é feito via análise de sensibilidade, tanto para a formulação pura, sem utilização dos coeficientes parciais de segurança, quanto para a formulação modificada por esses coeficientes. Além disso, é avaliada a influência da variação de determinados parâmetros de projeto no índice de confiabilidade. Aborda-se também a questão da calibração dos coeficientes parciais de segurança que atuam na minoração das cargas. Com isso, realiza-se a comparação do índice de confiabilidade de diferentes normas em função dos valores desses coeficientes adotados por cada uma. Por fim, realizou-se a análise do custo de vigas mistas com diferentes graus de conexão e a variação do índice de confiabilidade em função desses graus de conexão. Alguns exemplos práticos são mostrados de modo a exemplificar a metodologia utilizada. Os principais resultados mostram que os fatores de segurança alteram os modos de falha que governam o comportamento da estrutura, alterando os níveis de segurança e os tipos de ruptura das vigas mistas, sendo que o modo de falha mais afetado é o deslocamento no meio do vão seguido do fluxo cisalhante. Em relação a calibração, o que se percebe é que há diferentes combinações entre os fatores de segurança de cada tipo de carga que levam ao mesmo índice de confiabilidade. Nota-se também que os fatores de segurança adotados pelas normas brasileira, norte americana e européia levam a índices de confiabilidade próximos. Além disso, pode-se concluir que o pequeno ganho econômico que se tem reduzindo o grau de conexão não se equilibra com a grande perda no nível de segurança da estrutura, ressaltando a importância da adaptação das técnicas construtivas em relação aos materiais disponíveis no mercado de cada região.