Statistical analysis of the design procedure used in reinforced concrete pipes

Abstract

Abstract Structural design procedures are based on simplified hypotheses that attempt to approximate the actual behaviour. Depending on the adopted hypothesis, the design procedure may not satisfactorily describe the structural actual behaviour. Such condition occurs in the design of reinforced concrete pipes, where there are uncertainties related especially on the internal forces and the installation type of the pipe. Moreover, the main design hypothesis is that the cross section is plane and perpendicular to the deformed axis. Based on materials resistance principles it is known that this hypothesis is unsatisfactory to pipes with aspect ratio lower than ten. Note that the commercial reinforced concrete pipes usually present aspect ratio well below ten. In the light of the foregoing, the main objective of this paper is to analyse the accuracy of the design procedure for reinforced concrete pipes. Therefore, statistical processes were used to compare design values with experimental results. The comparisons in this paper showed that the design procedure results in oversized pipes.Resumo Os modelos de cálculo estrutural são baseados em hipóteses simplificadoras, que visam aproximar-se do comportamento real. A depender das hipóteses adotadas, o modelo de cálculo pode não descrever com exatidão o comportamento real da estrutura em estudo. Tal condição ocorre no projeto de tubos de concreto armado, onde há incertezas especialmente na determinação dos esforços internos e no tipo de instalação do tubo. Além disso, a principal hipótese simplificadora no projeto de tubos de concreto armado é que a seção transversal permanece plana e perpendicular ao eixo deformado. Com base nos princípios da resistência dos materiais, sabe-se que esta hipótese não é satisfatória para tubos com relação raio/altura da seção transversal inferior a dez. Nota-se que os tubos comerciais usualmente apresentam valores bem abaixo de dez para esta relação. Desta forma, este trabalho tem como objetivo a análise da acurácia do modelo de cálculo para tubos de concreto armado. Para tanto, processos estatísticos foram utilizados para confrontar os valores de projeto obtidos no modelo de cálculo com resultados experimentais. As comparações realizadas neste trabalho mostram que o modelo de cálculo utilizado no dimensionamento de tubos de concreto armado resulta em valores exageradamente a favor da segurança.