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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11741| Título: | Estudo da confiabilidade estrutural no dimensionamento de vigas de concreto armado submetidas à flexão simples |
| Título(s) alternativo(s): | Structural reliability design assessment of reinforced concrete beams subjected to a bending moment |
| Autor(es): | Ames, Isabela |
| Orientador(es): | Souza, Carlos Francisco Pecapedra |
| Palavras-chave: | Concreto armado Vigas de concreto Engenharia civil Reinforced concrete Concrete beams Civil engineering |
| Data do documento: | 6-Dez-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Guarapuava |
| Citação: | AMES, Isabela. Estudo da confiabilidade estrutural no dimensionamento de vigas de concreto armado submetidas à flexão simples. 2019. 169 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Guarapuava, 2019. |
| Resumo: | O estudo da confiabilidade estrutural possibilita a consideração das incertezas inerentes aos diversos parâmetros de dimensionamento, de modo a determinar os níveis de segurança aos quais uma estrutura está submetida, por meio da análise de sua probabilidade de falha. Com vistas à identificar a influência das variáveis que caracterizam o dimensionamento no estado limite último de vigas de concreto armado submetidas à flexão simples, este trabalho propõe uma análise do ponto de vista de confiabilidade estrutural de vigas dimensionadas de acordo com a norma brasileira NBR 6118:2014 “Projeto de estruturas de concreto - Procedimento", por meio de métodos de transformação - FOSM (First Order Second Moment Method), FORM (First Order Reliability Method) e SORM (Second Order Reliability Method) - e simulação - Monte Carlo simples e com amostragem por importância no ponto de projeto. Para esta análise, foram variados os parâmetros de altura útil (como função da altura da viga), resistência característica do concreto à compressão, área de aço e proporção de ações variáveis em relação às totais para vigas com base de 14 e 19 cm. Desenvolveu-se ainda a otimização baseada em confiabilidade das vigas de concreto armado, com vistas à obtenção das áreas de aço necessárias para fornecer um índice de confiabilidade alvo pré-estabelecido. Os métodos FORM, SORM e os métodos de simulação apresentaram resultados satisfatórios para os casos avaliados. De maneira geral, observou-se a redução da confiabilidade com o aumento da proporção de ações variáveis e altura útil, e o acréscimo na confiabilidade com o aumento da área de aço. Os resultados também demonstraram que os parâmetros com maior influência na probabilidade de falha foram as variáveis de momento característico devido às ações variáveis, cuja variação provocou variabilidade considerável nos índices de confiabilidade, e de incertezas de modelo. Os parâmetros que menos influenciaram na probabilidade de falha foram os parâmetros de resistência característica do concreto à compressão, altura útil e largura da base da viga. Os resultados demonstram, portanto, as variáveis cuja incerteza deve ser estudada e monitorada com maior atenção, e as variáveis cuja incerteza pode ser desprezada. |
| Abstract: | The structural reliability study enables the consideration of uncertainties inherent to the various design parameters, in order to determine the security levels on which a certain structure is submitted to, through its failure probability analysis. With the aim of identifying the influence of the variables that characterize the ultimate limit state of reinforced concrete beams subjected to a bending moment, this work proposes a structural reliability analysis of beams designed within Brazilian standards such as NBR 6118:2014 “Design of structural concrete – Procedure", taking in consideration the transformation methods – FOSM (First Order Second Moment Method), FORM (First Order Reliability Method) and SORM (Second Order Reliability Method) – and simulation methods – Monte Carlo simulation and Importance Sampling Monte Carlo simulation. To make this analysis possible, it had been varied the parameters of effective depth (as a function of the beam height), concrete compressive strength, reinforcement steel area and the proportion between live load and total load, on 14-and-19-centimeter-width beams. In addition, it had been developed a reliability-based design optimization, with the aim of obtaining the reinforcement steel area needed to provide the target reliability index predetermined. The FORM and SORM as well as the simulation methods presented satisfactory results. In general, it was observed the reliability index decline with the live load rate and effective depth increase, whereas the steel reinforcement area increase led to a rise in the reliability index. The results also demonstrated that the parameters with higher influence on failure probability were the characteristic bending moment due to live load, whose variation had caused a great range on reliability index results, and model uncertainties in general. The parameters with least influence on the failure probability were the concrete compressive strength, effective depth and beam width. The results demonstrated, therefore, the parameters on which the uncertainty must be taken in consideration and monitored with higher attention, and the parameters on which the uncertainty could be neglected. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11741 |
| Aparece nas coleções: | GP - Engenharia Civil |
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