Uma contribuição ao estudo da confiabilidade à flexão de vigas mistas de aço e concreto projetadas segundo a NBR 8800:2008

Scherer, Maílson; Morsch, Inácio Benvegnu; de Vasconcellos Real, Mauro

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Revista IBRACON de Estruturas e Materiais

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Sumário

ORIGINAL ARTICLE • Rev. IBRACON Estrut. Mater. 17 (2) • 2024 • https://doi.org/10.1590/S1983-41952024000200001 copiar

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Uma contribuição ao estudo da confiabilidade à flexão de vigas mistas de aço e concreto projetadas segundo a NBR 8800:2008

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

Este trabalho avalia a confiabilidade à flexão de vigas mistas aço-concreto com seção compacta e interação completa dimensionadas conforme prescrições da NBR 8800:2008. Os índices de confiabilidade são obtidos para diferentes classes de concreto, alturas de mesa comprimida e combinações de ações. Os resultados obtidos indicam um nível de segurança inferior nas situações em que as ações acidentais predominam na combinação de ações. Propõe-se também a calibração dos coeficientes parciais de ponderação com base em um índice de confiabilidade alvo β_T = 3.5. É evidenciado que os coeficientes parciais de ponderação calibrados reduzem a variabilidade dos índices de confiabilidade nas situações de projeto analisadas.

Palavras-chave:
vigas mistas aço-concreto; confiabilidade estrutural; NBR 8800; FORM; PSO

h (cm)	f_ck (MPa)
h (cm)	20	25	30
10.0	511.7	527.7	538.4
12.5	561.0	577.0	587.7
15.0	610.3	626.4	637.0

Random Variable	Description	Type of distribution	Mean (μ_x)	Standard Deviation (σ_X)	Ref.
f_c	Compressive strength of concrete	Normal	1.17·f_ck	0.15·μ_x	[¹⁷17 D. M. Santos, F. R. Stucchi, and A. T. Beck, “Confiabilidade de vigas projetadas de acordo com as normas brasileiras,” RIEM, vol. 7, no. 5, pp. 727–743, Oct 2014, http://dx.doi.org/10.1590/S1983-41952014000500002. http://dx.doi.org/10.1590/S1983-41952014... ]
f_y	Yield strength of the steel of the profile	Normal	1.08·f_yk	0.08·μ_x	[¹⁷17 D. M. Santos, F. R. Stucchi, and A. T. Beck, “Confiabilidade de vigas projetadas de acordo com as normas brasileiras,” RIEM, vol. 7, no. 5, pp. 727–743, Oct 2014, http://dx.doi.org/10.1590/S1983-41952014000500002. http://dx.doi.org/10.1590/S1983-41952014... ]
h	Concrete slab height	Normal	h_n*	5 mm	[²⁴24 F. Biondini, F. Bontempi, D. M. Frangopol, and P. G. Malerba, “Reliability of material and geometrically non-linear reinforced and prestressed concrete structures,” Comput. Struc., vol. 82, no. 13-14, pp. 1021–1031, May 2004, http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruc.2004.03.010. http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruc.20... ]
d	Steel profile height	Normal	d_n*	3 mm	[⁷7 W. C. Santiago, “Calibração baseada em confiabilidade dos coeficientes parciais de segurança das principais normas brasileiras de projeto estrutural, Doctoral dissertation, EESC-USP, São Carlos, Brasil, 2019.]
M_g	Dead load bending moment	Normal	1.05·M_Gk	0.10·μ_x	[²³23 B. Ellingwood and T. V. Galambos, “Probability-based criteria for structural design,” Struct. Saf., vol. 1, no. 1, pp. 15–26, Mar 1982, http://dx.doi.org/10.1016/0167-4730(82)90012-1. https://doi.org/ http://dx.doi.org/10.10... ]
M_q	Live load bending moment	Gumbel	0.92·M_Qk	0.25·μ_x	[²⁵25 L. G. L. Costa, W. C. Santiago, and A. T. Beck, “Probabilistic models for live loads in buildings: critical review, comparison to Brazilian design standards and calibration of partial safety factors,” RIEM, vol. 16, no. 2, pp. e16204, 2023, http://dx.doi.org/10.1590/S1983-41952023000200004. http://dx.doi.org/10.1590/S1983-41952023... ]
θ_R	Uncertainty parameter of the resistant model	Lognormal	1.00	0.05·μ_x	[¹⁷17 D. M. Santos, F. R. Stucchi, and A. T. Beck, “Confiabilidade de vigas projetadas de acordo com as normas brasileiras,” RIEM, vol. 7, no. 5, pp. 727–743, Oct 2014, http://dx.doi.org/10.1590/S1983-41952014000500002. http://dx.doi.org/10.1590/S1983-41952014... ]
θ_S	Uncertainty parameter of the load model	Lognormal	1.00	0.05·μ_x	[¹⁷17 D. M. Santos, F. R. Stucchi, and A. T. Beck, “Confiabilidade de vigas projetadas de acordo com as normas brasileiras,” RIEM, vol. 7, no. 5, pp. 727–743, Oct 2014, http://dx.doi.org/10.1590/S1983-41952014000500002. http://dx.doi.org/10.1590/S1983-41952014... ]

r	Partial safety factor
r	γ_c	γ_a1	γ_g	γ_q
0.00	0.90	1.22	1.33	-^* * For r = 0.00, the load combination has no live load.
0.25	0.90	1.21	1.28	1.37
0.50	0.88	1.13	1.18	1.91
1.00	0.88	1.08	1.12	2.14
1.50	0.88	1.06	1.10	2.19
2.00	0.88	1.05	1.08	2.21

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[1] Corresponding author: Maílson Scherer. E-mail: mailson_scherer@hotmail.com

Limit states		Target reliability index β_T	Reference period
Serviceability	Irreversible	1.5	50 years
Serviceability	Irreversible	3.0	1 year
Ultimate	Low consequences of failure	3.1	50 years
	Low consequences of failure	4.1	1 year
	Medium consequences of failure	3.8	50 years
	Medium consequences of failure	4.7	1 year
	High consequences of failure	4.3	50 years
	High consequences of failure	5.1	1 year