Análise de confiabilidade de vigas de concreto armado em situação de incêndio

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Pires, Rodrigo Maffessoni
• Orientador(a): Gomes, Herbert Martins
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Vigas de concreto armado; Estruturas de concreto armado : Confiabilidade; Incêndios
• Palavras-chave em Inglês: Fire; Reliability; Reinforced concrete beams; Random variables; Reliability index; Limit state function; 500°C isotherm method
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/262126

Em uma situação de incêndio, deve-se garantir que a edificação resista ao fogo por um tempo determinado para que possa haver a evacuação das pessoas que habitam e utilizam essa edificação ou até mesmo para que elas sejam resgatadas. Sendo assim, se faz necessário que o engenheiro civil saiba avaliar a forma com que a estrutura ou parte dela se comporta diante da ocorrência desse sinistro, para que seja possível determinar a segurança ou confiabilidade a partir da utilização de um certo critério que avalie o desempenho da estrutura. O comportamento da estrutura pode não ser o idealizado inicialmente pelo projetista devido ao fato de diversas variáveis aleatórias estarem envolvidas nesse problema. Diante desse contexto, o presente trabalho tem por objetivo avaliar a confiabilidade de vigas de concreto armado em situação de incêndio, estimando o efeito que certas considerações e parâmetros causam ao se determinar o índice de confiabilidade de cada uma das vigas analisadas. Essa análise será feita a partir da criação de um programa computacional desenvolvido no software Matlab. Dentro da programação, foram consideradas uma série de variáveis aleatórias, as quais necessitam ser preenchidas pelo usuário com seus tipos de distribuição, seus valores nominais, suas relações entre valores médios e valores nominais, seus coeficientes de variação e eventual correlação entre as variáveis. Além disso, no código foi utilizada uma função de estado limite à nível de seção transversal, correspondente ao meio do vão, já que as vigas analisadas são do tipo biapoiadas, avaliando se o momento resistente é superior ou não ao momento atuante ao logo da duração do incêndio. Para levar em conta os efeitos das altas temperaturas, decorrentes do incêndio, no aço e no concreto, foi utilizado o método da Isoterma de 500°C, um método simplificado de verificação à situação de incêndio segundo a NBR 15200:2012, o qual é utilizado em conjunto com os fatores de redução da resistência do aço em função da temperatura, que por sua vez é determinada através da metodologia de fluxo de calor proposta por Wickström (1986). Utilizando uma viga modelo e alterando em cada análise um determinado parâmetro ou alguma consideração, fez-se um estudo da influência que tais mudanças representam no índice de confiabilidade conforme o incêndio padrão se desenvolve através da geração de gráficos que mostram esses índices calculados para determinados tempos de análise através do método FORM. Para a viga modelo, também se realizou uma análise de sensibilidade ao longo desses tempos para que se compreendesse quais variáveis apresentam maior impacto na função de estado limite e em quais instantes isso ocorria e apresentou-se uma metodologia para a determinação do índice de confiabilidade requerido. Ao término do trabalho, concluiu-se que as variáveis que apresentavam maior influência na confiabilidade das vigas de concreto armado em situação de incêndio foram o cobrimento e a temperatura de incêndio. Além disso, percebeu-se que o número de faces da viga afetada pelo incêndio possui grande impacto na segurança dessas estruturas e que a metodologia proposta para determinar o índice de confiabilidade alvo, para um caso de projeto usual levando-se em conta incêndio, resultou em valores no intervalo de 0,00 a 0,31.