Projeto ótimo de estruturas treliçadas considerando o colapso progressivo devido as incertezas aleatórias e epistêmicas

Resumo

O presente projeto de pesquisa propõe o estudo da otimização sob incertezas de sistemas estruturais treliçados sujeitos ao colapso progressivo. Este fenômeno tem despertado a atenção de engenheiros e pesquisadores nos últimos anos. De forma geral, as causas do colapso progressivo nas estruturas estão associadas a existência de incertezas, as quais são classificadas em aleatórias e epistêmicas. Nesse contexto, técnicas de otimização podem ser aplicadas ao projeto de estruturas, resultando em soluções robustas à presença de incertezas. No entanto, os trabalhos que tratam da otimização sob incertezas aplicada a problemas envolvendo o colapso progressivo ainda são escassos. Dessa forma, esta pesquisa tem como principal objetivo avançar nesta lacuna, através da investigação do efeito das incertezas (aleatórias e epistêmicas) e do colapso progressivo na otimização de treliças. Para tanto, serão empregadas abordagens baseadas em confiabilidade (RBDO - Reliability Based Design Optimization) e em risco (RO - Risk Optimization) para a solução de problemas de otimização dimensional, geométrica e topológica. As incertezas epistêmicas serão levadas em conta por meio de formulações baseadas no conceito de probabilidade de falha latente. Este conceito, recente na literatura, parte da ideia de que o meio em que a estrutura está inserida contribui com uma probabilidade de falha fixa, que independe de variáveis de projeto usuais, como áreas e carregamentos. Logo, uma probabilidade de falha latente pode ser empregada para representar o efeito de incertezas epistêmicas associadas a fatores não estruturais como erros humanos e modos de falha ou condições de carregamento não previstas em projeto, os quais podem desencadear o colapso progressivo nas estruturas. Trabalhos recentes já sugerem que a probabilidade de falha latente possua implicações significativas no projeto ótimo de estruturas robustas ao colapso progressivo. Diante disso, os potenciais resultados desta pesquisa são de interesse prático para a Engenharia Civil, considerando a tendência atual de incorporação de robustez nos projetos estruturais. A pesquisa proposta tem aplicação prática ao projeto de pontes treliçadas e estaiadas, bem como ao projeto de grandes coberturas treliçadas.