Análise probabilística termoestrutural de pilares de concreto armado - Preuss, Arthur de Caneda (2023)
O presente trabalho tem como principal objetivo a avaliação da confiabilidade de pilares de concreto armado de seção transversal retangular à temperatura ambiente e em situação de incêndio. Para tal, foi empregado um algoritmo que permite a verificação de pilares de concreto armado, com índice de esbeltez qualquer, sujeitos à flexão composta oblíqua, levando-se em consideração as não linearidades física e geométrica, admitindo as seções transversais com uma forma poligonal qualquer e uma disposição arbitrária de armaduras, sendo a verificação realizada pelo método do equilíbrio em conjunto ao método geral. O incêndio tem seus efeitos considerados de forma simplificada, estimando-se a temperatura no concreto e no aço das seções transversais através do método de Wickström, para que seja possível desconsiderar as regiões superficiais de concreto com temperatura acima de 500 °C (método das isotermas de 500 °C) e corrigir as propriedades mecânicas do aço sob altas temperaturas conforme as recomendações da NBR 15200 (2012). Dessa forma, a análise em situação de incêndio é realizada através do método simplificado, desenvolvida da mesma forma que em temperatura ambiente, porém, considerando os efeitos da temperatura sobre os materiais. A segurança dos pilares foi estimada através da aplicação dos conceitos da confiabilidade estrutural, sendo as análises probabilísticas realizadas através do First Order Reliability Method e da simulação de Monte Carlo com amostragem por importância adaptativa. Foi levada em consideração a aleatoriedade das ações (permanente e variável), resistência dos materiais (aço e concreto), geometria da seção transversal (altura, base e cobrimento), temperatura e erros de modelagem. Pôde ser estimada a segurança dos pilares, projetados dentro das hipóteses assumidas neste trabalho, tanto em uma situação normal, como em uma situação de incêndio, seguindo-se as recomendações normativas das NBR 6118 (2014) e NBR 15200 (2012), avaliando-se um possível estado-limite último, que pode ser à nível de seção transversal (estado-limite último de equilíbrio), ou por instabilidade (estado-limite último de instabilidade). Nas análises em situação de incêndio, foi avaliado como a confiabilidade varia no tempo, sendo o pilar sujeito a um incêndio completamente desenvolvido até 4 horas de exposição ao fogo. Diversos testes paramétricos desenvolvidos em conjunto às simulações probabilísticas são apresentados, os quais avaliam a influência de cada um dos parâmetros investigados na segurança dos pilares projetados.