DETERMINAÇÃO DE COEFICIENTES PARCIAIS DE SEGURANÇA EM VIGA DE CONCRETO ARMADO PELO MÉTODO DE CONFIABILIDADE DE PRIMEIRA ORDEM

Abstract

A confiabilidade estrutural é uma abordagem probabilística que permite quantificar a probabilidade de falha de elementos estruturais, incorporando explicitamente as incertezas associadas às propriedades dos materiais e às ações atuantes. O presente trabalho tem como objetivo determinar os coeficientes parciais de segurança de uma viga de concreto armado, biapoiada e submetida à flexão simples, a partir da aplicação do Método de Confiabilidade de Primeira Ordem (FORM – First Order Reliability Method), associado ao algoritmo iterativo de Hasofer, Lind, Rackwitz e Fiessler (HLRF). As variáveis geométricas e a área de armadura foram tratadas como determinísticas, sendo as incertezas concentradas nas quatro variáveis de maior relevância probabilística para o problema: a resistência à compressão do concreto (fc), a tensão de escoamento do aço (fy), a ação permanente (g) e a ação variável (q), com distribuições de probabilidade Normal, Lognormal e Gumbel para máximos, respectivamente. O momento fletor resistente da seção foi calculado por um módulo físico baseado no equilíbrio de forças internas e na compatibilidade de deformações. O algoritmo FORM-HLRF foi implementado na linguagem de programação Python, com auxílio das bibliotecas NumPy e SciPy, determinando o ponto de projeto, o índice de confiabilidade (β), a probabilidade de falha (Pf) e os fatores de sensibilidade (α²). O algoritmo convergiu em dez iterações, com β = 3,9285 e Pf ≈ 4,27 × 10⁻⁵. A análise de sensibilidade evidenciou que a resistência à compressão do concreto é a variável de maior influência sobre a probabilidade de falha (64,19%), seguida pela ação variável (34,92%). A partir do ponto de projeto, foram estimados os coeficientes parciais de segurança para as quatro variáveis aleatórias.