Aplicação da teoria de confiabilidade na verificação do estado limite de serviço de edifícios construídos em parede de concreto com fundações em radier

Abstract

RESUMO: Os projetos de engenharia devem garantir a segurança atendendo aos requisitos de estado limite último e de serviço de modo que a obra cumpra suas funções estruturais e de utilização. Esses estados limites são usualmente verificados de forma determinista, comparando valores previstos no cálculo do projeto com valores limites estabelecidos nas diversas Normas técnicas ou Códigos de obras. Para o estado limite de serviço as verificações geotécnicas são feitas usando o cálculo dos recalques, recalques diferenciais e distorções angulares. No entanto, esse procedimento não é suficiente para definir a segurança de uma obra pois não considera a variabilidade do maciço de solos e dos materiais envolvidos, bem como, as variabilidades envolvidas na determinação das ações e da transferência de esforços causadas pelo efeito da interação solo-estrutura e do grupo de edificações vizinhas. Esse fato torna-se evidente quando se analisa curvas recalque tempo medidas durante e após a construção que são fortemente influenciadas pelo tipo de fundação e pela rigidez da superestrutura. Deste modo, este trabalho apresenta uma aplicação da teoria de confiabilidade na verificação do Estado Limite de Serviço de Edifícios construídos em paredes de concreto armado com fundações em radier. Considerou-se a distribuição de pressões na base do radier a partir da análise de curvas recalque tempo medidas, o efeito de grupo provocado por edificações assentadas sobre camadas de solo de alta compressibilidade e a interação solo-estrutura na distribuição dos esforços. Para a análise de confiabilidade foi utilizado o conceito da margem, sendo necessário definir parâmetros estatísticos para as distorções angulares medidas e para os valores limites de distorções angulares associados à danos nas edificações. Observou-se que devido à alta rigidez estrutural as probabilidades de ocorrência de grandes danos (distorção angular de 1/300) é pequena, já para danos menores (distorção angular de 1/600) são maiores. O panorama encontrado condiz com o observado nas edificações onde não foram constatados deslocamentos excessivos, fissuras e desaprumos. As análises de efeito de grupo demonstraram que para solos com maior compressibilidade o efeito de grupo é mais pronunciado, porém, também há relação com a rigidez solo estrutura. Com relação à simulação dos recalques, observou-se que o método utilizado consegue representar com fidelidade os dados medidos

ABSTRACT: Engineering designs shall ensure safety by meeting the ultimate limit state and service limit state requirements so that the building fulfills its structural and use functions. These threshold states are usually determined in a deterministic manner, comparing predicted values in the calculation of the project with limit values established in a severous Technical Codes. For the service limit state, the geotechnical checks are done using the calculation of the settlement, differential settlement and angular distortions. However, this procedure is not enough to determine the safety of a building because it does not consider the variability of the soil mass and the materials involved, as well as the variability involved in determining the actions and the transfer of effort caused by the soil structure interaction and the group of neighboring buildings. This fact becomes evident when are analyzed settlements-time curves measured during and after construction that are strongly influenced by the type of foundation and the stiffness of the superstructure. In this way, this work presents an application of the Reliability Theory in the verification of the Service Limit State on Buildings constructed in walls of reinforced concrete with raft foundations. The distribution of pressures at the base of the raft was taken from the analysis of measured settlement-time curves, the group effect caused by seated buildings on high-compressibility soil layers, and the soil-structure interaction in the distribution of stresses. For the reliability analysis, the Margin Theory was used, and it is necessary to define statistical parameters for the requests and for the limit values of settlements and distortions associated with damage to buildings. It was observed that due to the high structural rigidity the probability of great damages occurring (angular distortion of 1/300) is small, and for minor damages (angular distortion of 1/600) are larger. The horizon found is consistent with that observed in buildings where no excessive displacements, fissures and cracks were found. The group effect analyzes showed that for soils with greater compressibility the group effect is more pronounced, however, there is also a relation with the soil-structure rigidity. With regard to the settlement simulation, it was observed that the method used can faithfully represent the measured data