Autor: André Pereira Ramos (Currículo Lattes)
Resumo
Diversos fatores contribuíram para que as estruturas portuárias adquirissem uma elevada importância no bem-estar social e econômico dos países, fazendo com que o contínuo estudo e aprimoramento das técnicas de projeto e construção dessas estruturas seja um tema muito relevante dentro da engenharia. Destaca-se nesse contexto a teoria da confiabilidade estrutural, a qual visa assegurar que as estruturas irão desempenhar suas finalidades dentro das condições necessárias de segurança e funcionalidade. Em face a isso, no presente trabalho é apresentada uma análise estrutural probabilística de um cais de contêineres de paramento aberto, tendo como objetivo a obtenção dos parâmetros estatísticos e distribuições de probabilidade dos esforços nas fundações da referida estrutura, fornecendo assim subsídios para futuras análises de confiabilidade estrutural. Também foram efetuadas comparações entre os resultados obtidos para as 52 combinações de carregamentos analisadas, verificando-se aquelas que conduzem aos esforços axiais máximos e mínimos nas estacas da estrutura. Para execução das análises probabilísticas aplicou-se o método de simulações de Monte Carlo combinado a um modelo estrutural em elementos finitos, sendo as variáveis de entrada nas simulações os parâmetros referentes aos carregamentos externos atuantes na estrutura, e as variáveis de saída os esforços internos no topo das estacas. Sendo os esforços axiais governantes no dimensionamento das fundações de cais portuários de paramento aberto, tais esforços foram as principais saídas das análises probabilísticas, tendo sido considerados também os momentos e forças cortantes no topo das estacas mais carregadas axialmente. Tanto o modelo em elementos finitos como as simulações de Monte Carlo foram realizados no software ANSYS, em suas interfaces Mechanical APDL e Probabilistic Design System, respectivamente, enquanto que o tratamento dos dados obtidos nas análises foi executado no software Matlab. Além da obtenção dos parâmetros estatísticos e distribuições de probabilidade dos esforços axiais máximos e mínimos no topo das estacas e dos momentos e esforços cortantes associados a esses, verificou-se que combinações de carregamentos com ventos extremos atuando sobre duas embarcações amarradas ao mesmo módulo estrutural conduzem tanto às compressões quanto às trações mais intensas nas fundações da estrutura. Verificou-se também que os valores médios mais intensos se referem às distribuições das máximas compressões, enquanto que as maiores variabilidades são verificadas para as distribuições das máximas trações.