Otimização de estruturas aporticadas sob incertezas e colapso progressivo

Resumo

Atualmente, o projeto usual de estruturas é realizado elemento por elemento e de forma semi-probabilística, utilizando coeficientes parciais de segurança calibrados para atingir confiabilidade alvo. A redundância, típica de sistemas estruturais hiperestáticos, não é objetivamente levada em consideração no projeto dos elementos. No entanto, ocorrências recentes de colapso progressivo parcial e total tem provocado projetistas a considerar o comportamento sistêmico de forma mais objetiva; por exemplo, prescrevendo a remoção discricionária de elementos para verificação da redundância e robustez. Os distintos cenários de carregamento, bem como a intensidade das ações extraordinárias que podem levar a perda de um elemento crítico, como um pilar, possuem elevado nível de incerteza, justificando uma análise probabilística do problema. Olhando o mesmo problema do ponto de vista das formulações matemáticas, percebe-se algum avanço na otimização estrutural considerando incertezas, porém pouco se tem feito em relação à consideração do comportamento de sistemas. Existe, portanto, uma lacuna de métodos e ferramentas entre estudos determinísticos do comportamento sistêmico de estruturas em situação de perda de elemento crítico, e formulações de otimização estrutural considerando incertezas e comportamento sistêmico. Este projeto de pesquisa se propõe a avançar nesta lacuna, apresentando uma abordagem probabilística do projeto ótimo de estruturas considerando o colapso progressivo e o comportamento sistêmico. A abordagem é iminentemente conceitual, apesar de fazer uso de modelos numéricos não-lineares. O objeto de estudo são pórticos em concreto armado, mas o estudo tem importância também para outros materiais e para infraestrutura civil em geral. (AU)