Análise de Confiabilidade de uma Estaca Submetida ao Efeito Tschebotarioff

Abstract

O estudo investiga a confiabilidade de uma estaca submetida ao efeito Tschebotarioff, por meio de abordagem probabilística, estimando a probabilidade de falha e o índice de confiabilidade em função do deslocamento horizontal máximo frente a limites da literatura. A modelagem numérica foi realizada no software ANSYS-APDL, com elementos de viga (Beam3) para a estaca e de mola (Combin14), segundo o método de Winkler, para a interação solo-estrutura. O elemento de viga possui dois nós com três graus de liberdade (u_x, u_y e q_z), enquanto o de mola possui dois nós com um grau de liberdade (u_x). Os parâmetros de entrada incluíram: lado da seção da estaca, módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson do concreto, coeficiente de empuxo, peso específico do aterro, espessura das camadas de solo e pressão do solo sobre a estaca. O deslocamento horizontal máximo foi adotado como saída. A análise probabilística utilizou simulação de Monte Carlo, com 1.000 iterações e diferentes funções densidade de probabilidade e estatísticas, conforme a variável de entrada. Os deslocamentos obtidos no ANSYS foram processados no software Octave. Para a estaca de 0,23 m de diâmetro, o deslocamento médio foi 0,01061 m. Considerando limites de 3 %, 6 % e 10 % do diâmetro, as probabilidades de falha e o índice de confiabilidade (β) foram, respectivamente, 85,10 % (β = -0,933), 18,00 % (β = 0,797) e 0,80 % (β = 3,103). Conclui-se que limites muito restritivos aumentam a probabilidade de falha, enquanto limites permissivos podem comprometer o desempenho funcional.