Dimensionamento e análise paramétrica de vigas biapoiadas submetidas a flexão/cisalhamento via método Form.

Abstract

As engenharias estão em constante processo de atualização e mudança em seus métodos e tecnologias, beneficiados principalmente pelas linhas de pesquisa. Um dos grandes auxiliares, principalmente à engenharia de estruturas, é a Confiabilidade Estrutural. Incertezas e modelos probabilísticos são parte de como as estruturas, seus materiais e os carregamentos aplicados se comportam na prática, sendo assim necessários métodos de dimensionamento adequados aos mesmos. No presente trabalho, um desses métodos baseados em confiabilidade, o First Order Reliability Method, ou FORM, foi utilizado como ferramenta de projeto de vigas de concreto armado biapoiadas submetidas isoladamente a flexão e cisalhamento, bem como combinações desses esforços, afim de determinar os pontos de projeto em busca do índice de confiabilidade. Também são realizados estudos paramétricos com as diversas variáveis envolvidas no problema, como forma de analisar o impacto das mesmas no dimensionamento desse tipo de estrutura, submetida aos tipos de esforços estipulados. A modelagem do problema é feita através do Método da Rigidez Direta, programado em MATLAB, onde são aplicados as ações externas e condições de contorno e feita a análise estática. Também no MATLAB, foi desenvolvido um programa para o dimensionamento inicial da estrutura, de acordo com a física envolvida no problema e as metodologias e limitações propostas pela literatura analisada. A rotina computacional para o projeto baseado em confiabilidade utiliza a função de otimização fmincon, disponível no próprio MATLAB, acoplado ao código do FORM disponibilizado por Torres (2009), feitas as devidas adaptações para o caso de viga de concreto submetida à flexão e cisalhamento. Através dos estudos paramétricos, notou-se uma grande influência da armadura de tração na segurança da estrutura para o caso de flexão, onde os valores para a altura da seção transversal variam na ordem de 15% do valor inicial, em comparação ao concreto onde a variação máxima das duas variáveis foi de 1,44%, também em relação ao valor base, para os diferentes modos de falha. A base mostrou-se inexpressiva na busca da segurança para os modos de falha por flexão e cisalhamento, no entanto, para o modo combinado, varia mais que nos outros casos.