Concreto I - Seguranca, Notas de estudo de Engenharia Civil

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UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE

ESCOLA DE ENGENHARIA

INTRODUÇÃO À

SEGURANÇA DAS ESTRUTURAS

Januário Pellegrino Neto

Conceito de Segurança

“ Segurança de uma estrutura é

a capacidade que ela apresenta de

suportar,sem atingir um estado limite,

as ações mais desfavoráveis ao longo

da vida útil da obra em condições

adequadas de funcionalidade. ”

Conceito de Segurança

Segurança é obtida através de concepções baseadas

na intuição dos projetistas e construtores.

Método Intuitivo

Intuição: pode ser pura, ou, mais comumente,

condicionada por sucessos e insucessos de

construções similares anteriormente feitas,

inclusive de modelos.

Conceito de Segurança

Segurança é obtida através de concepções baseadas

na intuição dos projetistas e construtores.

Método Intuitivo

 anti-econômicas;

 grau de insucesso elevado;

 obrigatoriedade, face ao desconhecimento das

teorias quantitativas do comportamento estrutural.

• aplicação de um coeficiente de segurança interno:
• condição de segurança:

Métodos de Verificação da Segurança

 Método das Tensões Admissíveis

i

rup





  

i













rup







..... tensões admissíveis

..... tensões atuantes

..... tensões de ruptura

• o coeficiente  i

que avalia a segurança, varia

conforme o material, para garantir a mesma segurança. 

a madeira

aço





•  i

grande não significa necessariamente grande segurança,

portanto 

i

não quantifica segurança.

•  i

tem mais significado como coeficiente de ignorância em relação ao

comportamento do material.

• não levam em consideração a combinação prevista de ações.
• em problemas não-lineares,  i

conduz a uma idéia falsa,

levando muitas vezes a soluções anti-econômicas.

• não quantifica a segurança, encontra-se definitivamente superado.

 Método das Tensões Admissíveis

principais críticas:

Métodos Probabilísticos

 não há segurança absoluta (p=0)!

 o risco sempre existe, ainda que com projeto, execução

e controle dentro dos mais rigorosos padrões.

 faz-se a distinção entre o insucesso aleatório, sem culpados,

e os desastres por imperícia ou irresponsabilidade.

 o risco é inerente à vida – não se adota um coeficiente de

segurança, também nas estruturas assume-se um risco.

Métodos Probabilísticos

 Método probabilístico condicionado

• quase tudo é ALEATÓRIO:

ações, solicitações, resistências, geometria da estrutura.

• teoria que fornece a configuração de ruína:

continua DETERMINÍSTICA.

 Método probabilístico puro

• a consideração de todas as configurações de ruína

possíveis pela aleatoriedade das propriedades mecânicas

e dos parâmetros geométricos constitui a essência do

método probabilístico puro.

• é muito complexo – constitui sonho dos pesquisadores.

Ações

• características F

k,sup

= F

k

valor característico superior, 5% de

probabilidade de ser ultrapassado. valor da carga (F)

F k,sup

densidade de

probabilidade

distribuição

normal

5%

• cálculo F

d

= 

f

. F

k

reduzindo a probabilidade de ser ultrapassado.

Método Semi-Probabilístico

Combinações Usuais das Ações

Em edifícios: (NB1-78)

• para verificações de estados limites últimos - ELU

(fg = fq = 1,4); (e = 1,2)

Fd = 1,4 Fgk + 1,4 Fqk + 1,2 Fek (desfavorável)

Fd = 0,9 Fgk + 1,4 Fqk + 1,2 Fek (favorável)

• para verificações de estados limites de serviço - ELS

(fg = 1 e fq = 0,7); (e = 1)

Fd = Fgk + 0,7 Fqk + Fek

Método Semi-Probabilístico

Resistências

• características fk,inf = fk

valor característico inferior, 5% de

probabilidade de ser ultrapassado

• cálculo fd = fk /  m

reduzindo a probabilidade de ser inferior

f k,inf

densidade de

probabilidade

distribuição

normal

5%

Método Semi-Probabilístico

Coeficientes de Ponderação das Resistências

m = m1 x m2 x m

m1 : considera a variabilidade da resistência dos materiais envolvidos

m2 : considera a diferença entre a resistência do material no corpo de

prova e na estrutura

m3 : considera os desvios gerados na construção e as aproximações

feitas em projeto do ponto de vista das resistências

Método Semi-Probabilístico

Métodos dos Estados Limites

(semi-probabilístico)

ESTADOS LIMITES:

quando uma estrutura deixa de preencher uma

qualquer das finalidades de sua construção, diz-

se que ela atingiu um estado limite

Métodos dos Estados Limites

(semi-probabilístico)

ESTADO LIMITE ÚLTIMO – ELU

esgotamento da capacidade portante,

associados ao colapso provocando a paralização do uso:

• ruptura de seções críticas da estrutura,
• colapso da estrutura,
• perda da estabilidade do equilíbrio,
• deterioração por fadiga;