análise de robustez de estruturas de madeira tradicionais

139 Pages·2009·3.07 MB·English

Tiago Cláudio Vilarinho

ANÁLISE DE ROBUSTEZ DE
ESTRUTURAS DE MADEIRA
TRADICIONAIS

Lisboa
2009

ANÁLISE DE ROBUSTEZ DE ESTRUTURAS DE MADEIRA TRADICIONAIS

Tiago Cláudio Vilarinho
(Licenciado em Ciências de Engenharia Civil)

Dissertação para obtenção do Grau de
Mestre em Engenharia Civil – Estruturas e Geotecnia
pela Faculdade de Ciências e Tecnologia da
Universidade Nova de Lisboa,

Orientador: Doutor Luís Canhoto Neves

Júri
Presidente: Doutor Corneliu Cismasiu
Vogais: Doutor João Botelho Cardoso
Doutor Luís Canhoto Neves

Fevereiro de 2009

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RESUMO

A importância do estudo de asnas tradicionais de madeira não se prende apenas com a
aquisição do conhecimento necessário para intervir sobre asnas existentes, mas também
com a aquisição de saber, para o dimensionamento de novas estruturas deste tipo, face às
necessidades da engenharia actual e à perda de conhecimento que teve lugar com o passar
dos anos, em que a construção destas estruturas foi negligenciada.
O presente trabalho visa o estudo de coberturas de madeira tradicionais em
Portugal, de um ponto de vista da sua segurança, dando particular relevância à robustez
estrutural.
Os exemplos apresentados baseiam-se em duas tipologias correntes no nosso país,
que foram analisadas probabilisticamente, recorrendo ao código modelo do JCSS, de modo
a modelar as acções actuantes na estrutura e as resistências da madeira estrutural.
Em alguns dos exemplos estudados, foram estabelecidos paralelos entre a
segurança calculada de um ponto de vista probabilístico e o método dos coeficientes
parciais apresentado no Eurocódigo 5.
Foi ainda estudado o efeito da rigidez das ligações de carpintaria tradicional, face à
solução comum de dimensionamento, que passa pelo pressuposto que as ligações seriam
rótulas perfeitas.
O estudo recaiu, principalmente, sob a análise de robustez das tipologias estruturais
analisadas, através da introdução localizada de defeitos. A robustez será aferida, através da
comparação do índice de fiabilidade da estrutura original, com o da estrutura onde se
introduziu determinado defeito.
O trabalho foi realizado, através da aplicação do método de simulação de Monte
Carlo, como forma de determinar o índice de fiabilidade estrutural, dos vários exemplos
considerados.

Palavras-chave: Análise Probabilística, Asnas Tradicionais, Estruturas de Madeira,
Fiabilidade, Método de Monte Carlo e Robustez.
ii
iii
ABSTRACT

The importance of the study of traditional wood trusses is not only related to the
acquisition of the necessary knowledge to intervene in existent trusses, but also to the
design of new structures considering the needs of current engineering and the loss of
knowledge that occurred during the last century, in which the construction of these
structures was neglected.
The present work aims at studying Portuguese traditional wood trusses, from a
safety point of view, with focus on structural robustness.
The examples presented are based on two different arrangements, common in
Portugal, which were analyzed in a probabilistic framework, using the JCSS probabilistic
model code, as guidance to define actions and resistances.
In some of the studied examples, parallel was established between the calculated
safety from a probabilistic point of view and the method of the partial safety coefficients
presented in Eurocode 5.
The effect of the stiffness of traditional carpentry connections was also studied and
compared to the common model design, which assumes that the connections are pinned.
The study is centered on the analysis of the robustness of the considered structural
arrangements, through the localized introduction of defects. The robustness will be
verified, through the comparison of the original structure’s reliability index, with the
reliability index of the structure considering defects.
The work was carried out, using Monte Carlo simulation, as a way of calculating
the reliability structural index of the several examples considered.

Keywords: Probabilistic Analysis, Traditional Trusses, Wood Structures, Reliability,
Monte Carlo Method and Robustness.
iii
v
AGRADECIMENTOS

A elaboração desta dissertação contou com a colaboração de algumas pessoas que, directa
ou indirectamente, tornaram possível a sua concretização. Assim sendo, não é possível
deixar de exprimir o meu agradecimento e reconhecimento aos autores dos contributos
mais relevantes.
Em primeiro lugar gostaria de exprimir a minha gratidão ao meu orientador, Prof.
Luís Neves, sem o qual este trabalho nunca teria sido possível, uma vez que foram os seus
ensinamentos que fomentaram o meu interesse pelos temas tratados. Gostaria também de
agradecer o tempo que despendeu com as minhas dúvidas e, fundamentalmente, o apoio
constante ao longo de todo o trabalho.
Gostaria de agradecer ao Prof. Jorge Branco, pelo interesse demonstrado no meu
trabalho e pela ajuda prestada.
Agradeço também aos membros do júri, pelo tempo que despenderam a analisar o
meu trabalho e pelos seus reparos, que permitiram melhorar o trabalho desenvolvido.
A todos os meus amigos que acreditaram na conclusão do meu trabalho, exprimo o
meu profundo reconhecimento, em particular ao José Miguel pelo interesse e apoio
demonstrado que contribuiu determinantemente para a concretização deste trabalho.
Gostaria ainda de exprimir o mais profundo agradecimento à minha família, em
particular aos meus pais e ao meu irmão, por todo o carinho e apoio que recebi.
Finalmente, concluo com um agradecimento especial à minha namorada Joana,
apesar de não ter palavras suficientes para descrever toda a sua importância.
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