No presente trabalho foi sistematizado um procedimento para avaliar a segurança de pontes em concreto protendido. Estabeleceu-se como objetivo do procedimento obter a probabilidade de falha 𝑃𝑓 e o índice de confiabilidade 𝛽 para uma ponte em concreto protendido
de viga-e-laje.
Como parte fundamental da avaliação de segurança foram definidas três Funções Estado Limite, as quais envolviam Estados Limite Último e de Serviço. Na análise foi estabelecida a probabilidade de falha da estrutura, como a probabilidade de uma das vigas da superestrutura não atingir a capacidade à flexão positiva ou negativa requerida para suportar as ações que a solicitam, ou como a probabilidade da resistência do concreto à tração ser excedida pelas tensões advindas das solicitações.
A segurança de uma ponte de concreto protendido chamada La Parroquia foi avaliada, a qual foi escolhida como estudo de caso para aplicar o procedimento sistematizado. O procedimento implementa dois métodos que levam à obtenção da probabilidade de falha de uma estrutura: o método de simulação Monte Carlo e o Método de Probabilidade de Primeira Ordem FORM, baseado na Teoria da Confiabilidade. O propósito de implementar, além do método de simulação Monte Carlo, o método FORM é validar as respostas calculadas.
Com os resultados obtidos na avaliação da segurança da ponte La Parroquia, foi possível verificar que o método de simulação Monte Carlo implementado através do programa MATLAB® conseguiu proporcionar uma resposta da probabilidade de falha muito próxima à aquela que seria obtida através do método analítico adotado, permitindo avaliar a segurança da estrutura de uma forma menos complexa, embora tenha resultado em um custo computacional alto.
Através do estudo de caso obteve-se que uma ponte em concreto protendido de viga-e- laje projetada segundo as especificações da AASHTO LRFD sob a ação do peso próprio e veículo de projeto, apresentou uma probabilidade de falha para a Função Estado Limite 𝐺1 de 𝑃𝑓 = 5,21 ∙ 10−6 e para a Função Estado Limite 𝐺2 de 𝑃𝑓 = 1,36 ∙ 10−2.
Para a obtenção dos esforços da estrutura analisada, não seria preciso o uso de um programa de cálculo estrutural devido a que a solução analítica é relativamente simples, e pode- se obter através dela, além de uma resposta proxima à calcualda através do programa ABAQUS,
uma redução significativa do custo computacional. Para estruturas mais complexas ou análises que envolvem cálculos mais elaborados como a consideração da não linearidade física do material, justifica-se ou torna-se necessário o uso de um programa de análise estrutural.
Como parte da análise de confiabilidade, foram achados os coeficientes parciais de segurança das ações e resistências em cada Função Estado Limite, utilizando-se os valores característicos ou nominais das variáveis aleatórias e os valores do ponto de projeto calculados obtidos no método FORM.
Cada coeficiente parcial de segurança foi comparado com os atualmente utilizados em normas de projeto como a AASHTO LRFD e a NBR-6118. Com os resultados apresentados no capítulo 8, pode-se afirmar que para o caso particular da ponte La Parroquia, os coeficientes parciais de segurança podem ser calibrados de tal forma que possa se otimizar o projeto da estrutura, ainda mantendo uma margem de segurança adequada.
No capítulo 9 uma análise de sensibilidade foi feita com o propósito de se observar quais variáveis evidenciavam uma influência maior no cálculo da probabilidade de falha. Para isso, três métodos foram implementados, e todos eles destacaram que: a capacidade última a flexão de uma viga em concreto protendido é sensível à área 𝐴𝑝𝑠 e à resistência 𝑓𝑝𝑢 da armadura de protensão assim como à sua altura ℎ𝑣𝑖𝑔𝑎, como foi também concluído em Chandrasekar e
Dayaraatnam (1975), Tabsh e Nowak (1991) e Rakoczy e Nowak (2013). Por outro lado, a tensão à tração do concreto é sensível à força aplicada nos cabos de protensão 𝑃𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙, ao
momento devido ao veículo de projeto 𝑀𝑣𝑒 e ao peso próprio dos elementos estruturais 𝐷𝐶. Do primeiro método implementado na análise de sensibilidade, conseguiu-se estabelecer o momento advindo do veículo de projeto 𝑀𝑣𝑒 como a variável cuja incerteza contribui em grandes proporções no cálculo da probabilidade de falha tanto para Função Estado Limite 𝐺1 quanto para a Função Estado Limite 𝐺2. Segundo o obtido na análise de sensibilidade,
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