Uma abordagem probabilística para definição de critérios de combinação de carga em normas de projeto estrutural

Abstract

Neste trabalho é apresentado um método para avaliar o máximo efeito produzido por ações combinadas atuando sobre sistemas estruturais. Embora se faça uso da teoria de processos aleatórios, as expressões desenvolvidas são de uso direto e simples, representando uma forma atraente para aplicação prática em projetos estruturais. Considerando que os dados disponíveis para muitas ações sobre estruturas são os dois primeiros momentos estatísticos (valor médio e desvio padrão) e a taxa de mudança das intensidades das ações individuais, o método proposto faz uso destes valores para obter o valor médio e o desvio padrão do valor máximo do efeito combinado. Usando os dois primeiros momentos obtidos para o valor máximo do efeito combinado, pode-se determinar o valor a ser usado no projeto estrutural como a média acrescida de um múltiplo do desvio padrão conforme a confiabilidade almejada. As principais vantagens apresentadas pelo método proposto são: I) a abordagem .trata com as estatísticas das ações individuais, que são mais facilmente encontradas e menos afetadas por incertezas do que os valores característicos utilizados nas atuais normas estruturais, 2) os resultados obtidos possibilitam o uso da teoria da confiabilidade estrutural para calcular a propensão à falha associada a um estado limite e, 3) o procedimento proposto para combinar ações mantém a simplicidade necessária para ser usado em normas estruturais, não exigindo do projetista conhecimento da teoria de processos aleatórios.

A method for assessing the maximum effect of cembined actions on structural systems is developed. Although the Theory of Stochastic Processes is applied, the derived expressions are suitable for straightforward calculations and hence suitable for practical applications in structural design. Considering that information on actions upon structures is often available as the two first statistical moments (mean and standard deviation) and the mean ocurrence rate of changes in the intensity of individual actions, the proposed approach makes use of these parameters to arrive at the mean value and standard deviation of the maximum combined effect. By using these two first moments o f the max:imum cembined effect, it is possible to determine the value to be used in the structural design as the mean increased by a multiple ofthe standard deviation, according to the aimed reliability. The main advantages presented by the proposed method are: 1) the approach deals with statistics of individual actions, which can be more easily found and bear less uncertainty that the characteristics values commonly used in cenventional design cedes, 2) the obtained results rnake possible the use of the Theory of Reliability, which yields the proness to failure associated with a given limit state and, 3) the approach keeps the simplicity necessary to be used within some codified procedure, as required in structural design cedes, without the need o f knowledge o f the Theory o f Stochastic Processes.