Avaliação computacional da confiabilidade estrutural e calibração dos coeficientes parciais de segurança de pontes rodoviárias
Autor: Vinicius Heidtmann Avila (Currículo Lattes)
Resumo
Este trabalho versa sobre um estudo da confiabilidade estrutural e calibração dos coeficientes parciais de segurança relativos às solicitações das vigas longarinas de pontes rodoviárias de concreto armado e concreto protendido em relação ao estado limite último de flexão. A justificativa da realização deste trabalho vem do decorrente aumento no tráfego de veículos pesados nas rodovias brasileiras e devido à aplicação da teoria da confiabilidade em inúmeras áreas da engenharia ter se tornado uma tendência mundial. É apresentada uma revisão bibliográfica de trabalhos científicos que abordam os temas de pontes rodoviárias, confiabilidade estrutural e calibração de norma. São projetadas dezoito vigas longarinas protendidas e nove vigas longarinas de concreto armado, onde alterou-se o vão, a resistência à compressão do concreto e a tensão de ruptura do aço protendido. É elaborado um modelo computacional para verificação da capacidade resistente das vigas no estado limite último. Este modelo foi validado por meio da comparação dos resultados obtidos computacionalmente com os de quarenta e uma vigas protendidas e vinte três vigas de concreto armado que tiveram seus ensaios experimentais registrados em trabalhos científicos. Para os dados da carga móvel, isto é, dados de pesos dos veículos que trafegam nas rodovias nacionais, são empregados os dados obtidos na literatura técnica. É utilizada uma metodologia para a obtenção de um modelo de carga móvel para um período de retorno de 100 anos baseada na extrapolação linear dos dados da cauda da curva normal. Para obter o índice de confiabilidade foi empregado o método de confiabilidade de primeira ordem (FORM) que demonstrou ser bastante rápido e eficiente. O procedimento empregado para se obter o conjunto dos coeficientes parciais de segurança foi a abordagem de enxame de partículas (PSO), utilizada para resolver um problema de otimização baseado em confiabilidade (RBDO). Por meio das análises realizadas concluiu-se que as normas nacionais vigentes garantem um nível de segurança satisfatório para as vigas longarinas de pontes rodoviárias, mesmo em uma situação severa do tráfego. O conjunto dos coeficientes parciais de segurança das solicitações obtidos, dentro da faixa de pontos de projeto considerado, através do procedimento de calibração das vigas de concreto armado e concreto protendido uniformizou os índices de confiabilidade, os aproximando ao índice alvo pré-estabelecido.