ANÁLISE PROBABILÍSTICA DE ESTACAS METÁLICAS VIA MÉTODO FORM: ESTUDO DE CASO
Palabras clave:
Confiabilidade estrutural, FORM, FundaçõesResumen
Este estudo propõe uma análise probabilística de verificação do dimensionamento de fundações em estacas metálicas com base nos dados de um condomínio residencial em Aracaju, Sergipe. A verificação foi embasada em recomendações normativas de Estado Limite Último para fundações e estruturas de aço. As variáveis aleatórias analisadas foram: geometria do perfil metálico, resistência ao escoamento e módulo de elasticidade do aço, solicitação atuante e índice de resistência à penetração ( ). O método FORM (First Order Reliability Method) foi utilizado para avaliação da probabilidade de falha, obtida a cada metro ao longo do comprimento das estacas. O método FORM foi validado pelo método Monte Carlo, ambos implementados em MATLAB. Os valores de probabilidade de falha obtidos foram comparados com os valores de referência e constatou-se que as estacas analisadas têm níveis de confiabilidade significativamente superiores aos aceitáveis, indicando um aspecto conservador do projeto. A partir do modelo de confiabilidade do método FORM, fez-se um redimensionamento de uma estaca selecionada visando o atendimento de um índice de confiabilidade alvo adotado.
Citas
[1] FREUDENTHAL, A.M. Safety of Structures. Transactions, ASCE, 112. P.125-159. 1947.
[2] PUGSLEY, A. Report on structural safety. Structural Engineer, 33. P-141-149. 1955.
[3] EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION. Eurocode EN 1990. Basis of structural design. Brussels. 2002.
[4] ZHANG, L. M.; DASAKA, S. M. Uncertainties in geologic profiles versus variability in pile founding depth. Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, v. 136, n. 11, p. 1475-1488. 2010.
[5] BELONI, A. V.; ALVES, A. M. L.; REAL, M. V. Análise de Confiabilidade das Estacas do Cais do Porto Novo De Rio Grande (Brasil) Empregando Metodologia Bayesiana. Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia – Geotecnia, nº 141 – pp. 19-39. 2017.
[6] FAN, H.; HUANG, Q.; LIANG, R. Reliability analysis of piles in spatially varying soils considering multiple failure modes. Computers and Geotechnics, v. 57, p. 97-104. 2014.
[7] SILVA, J. L.; AOKI, N.; FRANCO, Y. B. Use of the order statistics when predicting pile foundation failure probability. Dyna, v. 84, n. 200, p. 247-252. 2017.
[8] NEVES, A. M.; REIS, J. H. C. Probabilidade de Ruína de Estacas Helicoidais nas Fundações de Torres de Linhas de Transmissão. Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia – Geotecnia, nº 139 – pp. 05-27. 2017.
[9] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122: Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro, 2019.
[10] DÉCOURT, L.; ALBIERO, J. H.; CINTRA, J. C. A. Análise e projeto de Fundações Profundas. In: HACHICH, W; FALCONI, F. F.; SAES, J. L.; FROTA, C.S.C.; NIYAMA, S (Ed.). Fundações: Teoria e Prática. 2. ed. São Paulo: Pini. p. 265-276. 1998.
[11] DÉCOURT, L. Prediction of the bearing capacity of piles based exclusively on N values of the SPT. In: European Symposium on Penetration testing, Amsterdam, 1982.
[12] CINTRA, J.C.A.; AOKI, N. Fundações por estacas: projeto geotécnico. São Paulo: Oficina de Texto, 2010.
[13] DÉCOURT, L.; QUARESMA, A. R. Capacidade de carga de estacas a partir de valores SPT. In: Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações, 6., Rio de Janeiro. v.1. p. 45-53. 1978.
[14] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8800: Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios. Rio de Janeiro, 2008.
[15] GERDAU S. A. Manual de Estacas Metálicas Gerdau. 8ª. ed. 2015.
[16] COSTA, I. D. B. Flambagem de Estaca com Contenção Lateral. IX Congresso Brasileiro de Pontes e Estruturas. Rio de Janeiro, 2016.
[17] MELCHERS, R. E. Structural reliability analysis and prediction. John Wiley & Sons, 1999.
[18] BARROS, N. B. F. Previsão de recalque e análise de confiabilidade de fundações em estacas hélice contínua. Dissertação (Mestrado em Geotecnia). Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. 2012.
[19] BECK, A. T. Confiabilidade e segurança das estruturas. São Paulo: Elsevier, 2019.
[20] AOKI, N. Dogma do Fator de Segurança. Anais do SEFE VI, São Paulo, p. 9-42. 2008.
[21] PHOON, K. K. Towards reliability-based design for geotechnical engineering. Special lecture for Korean Geotechnical Society. Seoul, 2004.
[22] SILVA, F. C. Análise de Segurança e Confiabilidade de Fundações Profundas em Estacas. Dissertação (Mestrado em Geotecnia) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2003.
[23] SOUTO, N. A. O. Aplicação de confiabilidade ao estudo de elementos de aço comprimidos em situação de incêndio. Dissertação de Mestrado (Engenharia Civil - Estruturas) – Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2015.
[24] JOINT COMMITTEE ON STRUCTURAL SAFETY. Probabilistic Model Code. Part 1 – Basis of Design. Technical University of Denmark, 2001.
[25] GEOTEC CONSULTORIA E SERVIÇOS LTDA. Relatório de Consultoria de Fundação. Aracaju, Brasil, 2014.
[26] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8681: Ações e segurança nas estruturas – Procedimento. Rio de Janeiro, 2003.
[27] CAPUTO, H.P. Mecânica dos Solos e suas Aplicações. Vol. 2. Rio de Janeiro: LTC, 6ª Edição, 1987.
[28] HAMILTON, S. R. Performance-based fire engineering for steel framed structures: a probabilistic methodology. Tese (Doutorado), Stanford University, 2011.
[29] LABORATÓRIO DE COMPUTAÇÃO CIENTÍFICA E VISUALIZAÇÃO. StatFit 2.0. Universidade Federal de Alagoas, 2017.
[2] PUGSLEY, A. Report on structural safety. Structural Engineer, 33. P-141-149. 1955.
[3] EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION. Eurocode EN 1990. Basis of structural design. Brussels. 2002.
[4] ZHANG, L. M.; DASAKA, S. M. Uncertainties in geologic profiles versus variability in pile founding depth. Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, v. 136, n. 11, p. 1475-1488. 2010.
[5] BELONI, A. V.; ALVES, A. M. L.; REAL, M. V. Análise de Confiabilidade das Estacas do Cais do Porto Novo De Rio Grande (Brasil) Empregando Metodologia Bayesiana. Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia – Geotecnia, nº 141 – pp. 19-39. 2017.
[6] FAN, H.; HUANG, Q.; LIANG, R. Reliability analysis of piles in spatially varying soils considering multiple failure modes. Computers and Geotechnics, v. 57, p. 97-104. 2014.
[7] SILVA, J. L.; AOKI, N.; FRANCO, Y. B. Use of the order statistics when predicting pile foundation failure probability. Dyna, v. 84, n. 200, p. 247-252. 2017.
[8] NEVES, A. M.; REIS, J. H. C. Probabilidade de Ruína de Estacas Helicoidais nas Fundações de Torres de Linhas de Transmissão. Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia – Geotecnia, nº 139 – pp. 05-27. 2017.
[9] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122: Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro, 2019.
[10] DÉCOURT, L.; ALBIERO, J. H.; CINTRA, J. C. A. Análise e projeto de Fundações Profundas. In: HACHICH, W; FALCONI, F. F.; SAES, J. L.; FROTA, C.S.C.; NIYAMA, S (Ed.). Fundações: Teoria e Prática. 2. ed. São Paulo: Pini. p. 265-276. 1998.
[11] DÉCOURT, L. Prediction of the bearing capacity of piles based exclusively on N values of the SPT. In: European Symposium on Penetration testing, Amsterdam, 1982.
[12] CINTRA, J.C.A.; AOKI, N. Fundações por estacas: projeto geotécnico. São Paulo: Oficina de Texto, 2010.
[13] DÉCOURT, L.; QUARESMA, A. R. Capacidade de carga de estacas a partir de valores SPT. In: Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações, 6., Rio de Janeiro. v.1. p. 45-53. 1978.
[14] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8800: Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios. Rio de Janeiro, 2008.
[15] GERDAU S. A. Manual de Estacas Metálicas Gerdau. 8ª. ed. 2015.
[16] COSTA, I. D. B. Flambagem de Estaca com Contenção Lateral. IX Congresso Brasileiro de Pontes e Estruturas. Rio de Janeiro, 2016.
[17] MELCHERS, R. E. Structural reliability analysis and prediction. John Wiley & Sons, 1999.
[18] BARROS, N. B. F. Previsão de recalque e análise de confiabilidade de fundações em estacas hélice contínua. Dissertação (Mestrado em Geotecnia). Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. 2012.
[19] BECK, A. T. Confiabilidade e segurança das estruturas. São Paulo: Elsevier, 2019.
[20] AOKI, N. Dogma do Fator de Segurança. Anais do SEFE VI, São Paulo, p. 9-42. 2008.
[21] PHOON, K. K. Towards reliability-based design for geotechnical engineering. Special lecture for Korean Geotechnical Society. Seoul, 2004.
[22] SILVA, F. C. Análise de Segurança e Confiabilidade de Fundações Profundas em Estacas. Dissertação (Mestrado em Geotecnia) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2003.
[23] SOUTO, N. A. O. Aplicação de confiabilidade ao estudo de elementos de aço comprimidos em situação de incêndio. Dissertação de Mestrado (Engenharia Civil - Estruturas) – Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2015.
[24] JOINT COMMITTEE ON STRUCTURAL SAFETY. Probabilistic Model Code. Part 1 – Basis of Design. Technical University of Denmark, 2001.
[25] GEOTEC CONSULTORIA E SERVIÇOS LTDA. Relatório de Consultoria de Fundação. Aracaju, Brasil, 2014.
[26] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8681: Ações e segurança nas estruturas – Procedimento. Rio de Janeiro, 2003.
[27] CAPUTO, H.P. Mecânica dos Solos e suas Aplicações. Vol. 2. Rio de Janeiro: LTC, 6ª Edição, 1987.
[28] HAMILTON, S. R. Performance-based fire engineering for steel framed structures: a probabilistic methodology. Tese (Doutorado), Stanford University, 2011.
[29] LABORATÓRIO DE COMPUTAÇÃO CIENTÍFICA E VISUALIZAÇÃO. StatFit 2.0. Universidade Federal de Alagoas, 2017.
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Publicado
2021-09-04
Cómo citar
Viana Esteves, A., Toledo de Lima Junior, E., Andréia Figueiredo Marques, J., Barbosa Fonseca, V., & Silva de Amorim, A. (2021). ANÁLISE PROBABILÍSTICA DE ESTACAS METÁLICAS VIA MÉTODO FORM: ESTUDO DE CASO. South American Journal of Basic Education, Technical and Technological, 8(2), 761–799. Recuperado a partir de https://periodicos.ufac.br/index.php/SAJEBTT/article/view/4452
Número
Sección
Artigos Originais Tecnologias e Multidisciplinar
