Influência de distribuições de probabilidade ajustadas a propriedades mecânicas sobre probabilidades de falha estrutural

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Marcolan Júnior, Auro Cândido
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/175851
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016.
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spelling Influência de distribuições de probabilidade ajustadas a propriedades mecânicas sobre probabilidades de falha estruturalEngenharia civilConfiabilidade (Engenharia)Estruturas de madeira (Construção civil)Falhas estruturaisDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016.Para quantificar a incerteza associada a um sistema de engenharia é necessária a obtenção de dados suficientes para representá-lo estatisticamente. Esta representação pode ser feita com técnicas de ajustes de distribuições, utilizadas para encontrar qual é o modelo que melhor representa a distribuição probabilística dos dados. Utilizando tais distribuições e a teoria da confiabilidade estrutural, é possível analisar a confiabilidade do sistema. Porém, os resultados obtidos, comumente probabilidades de falha, dependem das distribuições adotadas.Neste trabalho foram estudadas as propriedades mecânicas do concreto e da madeira, ajustando distribuições de probabilidades a partir de dados experimentais obtidos da literatura. Por meio de exemplos de confiabilidade estrutural foi analisada qual a relevância do uso destas distribuições ajustadas, comparando os resultados com aqueles obtidos utilizando-se distribuições de probabilidade encontradas na literatura.Para a variável aleatória da resistência à compressão do concreto foi utilizado um exemplo de um pilar curto submetido a carregamento axial. Foram realizadas análises de confiabilidade estrutural pelo método FORM (First Order Reliability Method - Método de Confiabilidade de Primeira Ordem), com diferentes taxas de armadura e diferentes razões de carregamento, utilizando as distribuições de probabilidades ajustadas e as distribuições fornecidas pela Norma NBR 12655:2006.O exemplo relacionado à resistência à compressão paralela às fibras da madeira consistiu de uma viga biapoiada sujeita a situação de incêndio. Foram avaliados os modos de falha por flexão e por instabilidade lateral da viga separadamente, utilizando o método FORM. Para o modo de falha por instabilidade lateral foi desenvolvida, neste trabalho, uma equação de estado limite. Os dois modos de falha foram combinados em série no intuito de se avaliar a confiabilidade do sistema. Estudou-se ainda a utilização da análise de confiabilidade em conjunto com um modelo estrutural em elementos finitos.As caudas das diferentes distribuições de probabilidade utilizadas para descrever as variáveis aleatórias das propriedades mecânicas dos materiais levaram a diferenças significativas nas probabilidades de falha calculadas. Existe uma maior diferença nos resultados que envolvem probabilidades de falha pequenas, situação em que as caudas das distribuições têm maior relevância.<br>Abstract : In order to quantify the uncertainty associated with an engineering system, it is necessary to have sufficient data to statistically represent the system properties. In cases involving random variables, distribution fitting techniques can be used to determine which statistical distributions better represent the available data. Considering these distributions, structural reliability analysis can be performed to estimate, for example, failure probabilities. However, the results obtained usually depend on the adopted distributions.In this master?s dissertation the mechanical properties of concrete and timber were studied by fitting probability distributions to experimental data obtained from the literature, related to these properties. The relevance of using the adjusted distributions was analyzed applying them in structural reliability problems and comparing the results with those obtained by using probability distributions from the literature.In the first problem, a short column of reinforced concrete subjected to axial loading was considered. Structural reliability analyses were performed by FORM (First Order Reliability Method), considering different reinforcement and loading ratios. The results obtained by using the adjusted distributions and the distributions provided by the NBR 12655:2006 were compared.The second problem consisted of a simply supported timber beam under fire conditions. Failure modes related to bending and lateral instability of the beam were analysed separately by using FORM. For the lateral instability failure mode a limit state equation was proposed herein. The two failure modes were combined as a series system in order to evaluate the system reliability. Finally, the analytical limit state equations were replaced by limit state equations based on a structural finite element model.It was seen that the different tails of the probability distributions used to describe the mechanical properties led to significant differences in the calculated failure probabilities. As expected, the impact of the tails on the results is much more pronounced for small failure probabilities, however there are also significant differences for high failure probabilites.Gomes, Wellison José de SantanaUniversidade Federal de Santa CatarinaMarcolan Júnior, Auro Cândido2017-05-23T04:15:39Z2017-05-23T04:15:39Z2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis139 p.| il., grafs., tabs.application/pdf345512https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/175851porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-05-23T04:15:39Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/175851Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732017-05-23T04:15:39Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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