Análise multivariada e confiabilidade estrutural no estudo de riscos em blocos de concreto de barragens altamente instrumentadas

Abstract

Resumo: Um plano de instrumentação detalhado é uma das formas de verificar as reais condições de segurança apresentadas por uma estrutura. O objetivo dessa pesquisa foi desenvolver uma metodologia para análise de risco em blocos de concreto de barragens altamente instrumentadas através da análise fatorial. Na metodologia proposta identificou-se os instrumentos que são altamente correlacionados, e, com a aplicação da análise fatorial, determinou-se os fatores latentes que podem estar associados às anomalias na estrutura. A partir dos dados, testes estatísticos foram aplicados para confirmação das hipóteses necessárias. Comprovadas as hipóteses testadas utilizou-se os resultados como base para a determinação de uma função de desempenho multivariada para a análise de confiabilidade estrutural, assumindo que a estrutura do bloco constitui um sistema altamente interligado, possibilitando o monitoramento dos modos de falha e o cálculo de estimativas da probabilidade dos eventos de falha do sistema. Para o caso do bloco-chave de Itaipu, obteve-se cinco modos de falhas e suas regiões críticas, o que possibilita o monitoramento dessas anomalias e as estimativas de suas probabilidades de falha. Com os resultados obtidos pode-se concluir que o método é eficiente quando aplicado a um bloco de concreto instrumentalizado.

Abstract: A detailed instrumentation plan is one way to verify the actual security conditions presented by a structure. The objective of this research was to develop a methodology for risk analysis in concrete blocks of highly instrumented dams through factor analysis. In the proposed methodology it was identified instruments that are highly correlated, and with the application of factor analysis, it was determined the latent factors that may be associated with abnormalities in the structure. From the data, statistical tests were used to confirm the necessary hypothesis. Proven the tested hypotheses it was used results as a basis for determining a multivariate performance function for the analysis of structural reliability, assuming that the block structure is a highly interconnected system enabling monitoring of failure modes and calculating estimates of the probability of system failure events. In the case of Itaipu the key block, was obtained five failure modes and their critical regions, which enables the monitoring of these anomalies and estimates of their failure probabilities. With these results we can conclude that the method is effective when applied to a concrete block instrumented.