B1_1_PTPereira

DURABLE STRUCTURESLNEC Lisbon 31 May - 1June 2012

CONCRETE STRUCTURES DURABILITY DESIGN –

PROBABILISTIC APPROACH

Pedro Tourais Pereira; António Costa


1. Estrutura da apresentação


2. Introdução

3. Metodologias de Análise

4. Programa Computacional

5. Caso de Estudo

6. Conclusões

ICDS12 International Conference DURABLE STRUCTURES: from construction to rehabilitation LNEC • Lisbon • Portugal • 31 May - 1 June 2012

LNEC

• ICDS1

2



2. Introdução



5. Caso de Estudo

6. Conclusões


2. Introdução

• Contextualização

Durabilidade das estruturas de betão armado

Degradação prematura

Degradação do betão por corrosão

Acção da Carbonatação

Acção da Penetração de Cloretos

Despassivação das armaduras

Garantia de segurança durante a vida útil da estrutura


LNEC

• ICDS1

2



2. Introdução



5. Caso de Estudo

6. Conclusões



• Metodologias de Análise Estrutural Análise Probabilística Pura

• Metodologias de Análise de Durabilidade Lifetime Design

• Método de Simulação de Monte Carlo Limitação: Consumo excessivo de memória computacional no decorrer

da geração do número de simulações pretendidas


LNEC

• ICDS1

2



2. Introdução



5. Caso de Estudo

6. Conclusões


4. Programa ComputacionalObjectivo:O programa computacional desenvolvido disponibiliza uma ferramentade análise da durabilidade de estruturas de betão armado recorrendo a umametodologia de desempenho segunda uma abordagem probabilística, peloLifetime Design


LNEC

• ICDS1

2



Factores computacionais de maior influência na eficiência:

Geração de variáveis aleatórias Metodologias diferentes levam eficiências de gerações aleatórias de números diferentes

Método da Transformação da Inversa

Convergência dos modelos Numero de simulações directamente relacionado com esforço computacional produzido

pelo Método de Monte Carlo

Convergência da estimação dos tempos de iniciação e propagação para 10000 simulaçõescom variações dos resultados inferiores a 1%

Contenção do esforço computacional Manipulação do estado de cálculo das células do Excel com recurso ao VBA

Redução em 84% dos tempos de processamento



2. Introdução



5. Caso de Estudo

6. Conclusões


LNEC

• ICDS1

2


5. Caso de Estudo

Estudos realizados no âmbito do trabalho relativamente a um viaduto inseridoem ambiente urbano afectado pelo fenómeno da carbonatação e outro esobre acção dos cloretos situado em ambiente marítimo:

Análise probabilística da durabilidade como Estruturas Existentes

Análise probabilística do recobrimento caso fossem Projectos Novos

Comparação com a análise semi-probabilística indicada na EspecificaçãoLNEC E465

Análise da optimização da qualidade de algumas características do betão


5. Caso de Estudo Caso de Estudo da Carbonatação

Viga de Bordo, face exterior (Classe XC4)

VariablesDiscreto

/DistribuiçãoValor m Stdev Unid.

X (Recob.) Dist. Normal - 11,51 3,31 mm

Xc Discreto 16 - - mm

K0 Discreto 3 - - -

K1 Discreto 0,41 - - -

K2 Discreto 1 - - -

n Discreto 0,085 - - -

t0 Discreto 1 - - Ano

φ₀ Discreto 10 - - mm

t Discreto 40 - - Anos

fcd Dist Normal - 2 0,4 Mpa

Icorr Dist. Normal - 0,5 0,125 μA/cm²

α Discreto 2 - - -


LNEC

• ICDS1

2



2. Introdução



5. Caso de Estudo

6. Conclusões


6. Conclusões O programa computacional desenvolvido disponibiliza uma ferramenta de análise da durabilidade de

estruturas de betão armado recorrendo a uma metodologia de desempenho segundo uma abordagemprobabilística, pelo Lifetime Design.

Recorre ao método de simulação de Monte Carlo, permitindo a realização de elevadas quantidades desimulações com tempos de processamento relativamente reduzidos, promovendo a eficiência dasanálises realizadas.

Disponibiliza ao utilizador as seguintes funcionalidades directas:

Estimação dos tempos de iniciação e propagação;

Informação estatística de todos os resultados gerados para cada variável;

Análise da progressão da carbonatação ou concentração de cloretos crítica ao longo do tempo;

Probabilidades de falha e índices de fiabilidade;

A realização de uma análise de durabilidade recorrendo ao programa computacional requer oconhecimento de, essencialmente, dois factores:

A caracterização estatística das variáveis envolvidas nos modelos de degradação utilizados

Compreensão do funcionamento e limitações do programa e do método de Monte Carloimplementado.


LNEC

• ICDS1

2


Obrigado pela atenção.


LNEC

• ICDS1

2

Documents

B1_1_PTPereira