O projeto estrutural tem tradicionalmente se concentrado em elementos individuais, utilizando fatores de segurança calibrados para atender à meta de confiabilidade em relação às demandas convencionais. No entanto, esse método muitas vezes negligencia a robustez geral da estrutura. Incidentes recentes de colapsos progressivos parciais e totais incentivaram os projetistas a adotar uma abordagem mais sistêmica, como a remoção controlada de elementos para avaliar a robustez estrutural. Embora a pesquisa sobre esse tema tenha avançado significativamente nas últimas décadas, ainda há uma lacuna entre os estudos determinísticos sobre o comportamento realista do colapso progressivo e os estudos de otimização estrutural que abordam incertezas, riscos e comportamento sistêmico. Assim, esta tese visa preencher essa lacuna, empregando uma metodologia de otimização baseada em risco para examinar a relação custo-benefício do reforço de edifícios aporticados em concreto armado contra o colapso progressivo, equilibrando segurança e economia ao mesmo tempo em que considera características realistas do colapso. Estratégias de mitigação custo-efetivas para colapso progressivo em estruturas de concreto armado dependem significativamente das probabilidades de ameaça e do equilíbrio entre as capacidades de flexão de vigas e pilares. Quando as seções transversais dos pilares são quadradas, aumentar o momento de inércia das vigas para ativar a Ação de Arco Comprimido se mostra mais econômico do que aumentar a resistência à flexão dos pilares para suportar a Ação Catenária, independentemente da relação de aspecto da estrutura. Por outro lado, estruturas com vigas de menor momento de inércia (seções quadradas) pode ser custo-efetivas pelo Método de Caminho Alternativo se os pilares tiverem alta capacidade de flexão para suportar os momentos fletores aumentados induzidos pela Ação de Catenária. Além disso, o projeto para eventos de carregamento lateral extremo, como tornados e terremotos, tipicamente segue uma abordagem de pilares fortes e vigas fracas. Destaca-se o potencial inédito para alcançar configurações otimizadas e econômicas que sejam resilientes tanto ao colapso progressivo quanto a carregamentos laterais anômalos ao longo da vida útil. Assim, projetos com vigas fracas e pilares adjacentes adequadamente fortes podem servir como soluções para múltiplos tipos de risco. Embora pilares quadrados possam não ser a opção mais econômica para cenários de perda de pilar, eles podem ser ideais se ameaças adicionais, como terremotos ou tornados, forem consideradas — um tópico que merece futuras investigações.

Structural design has traditionally focused on individual elements, using calibrated safety factors to meet target reliability against conventional demands. However, this method often overlooks overall robustness. Recent incidents of partial and total progressive collapses have encouraged designers to adopt a more systemic approach, such as discretionary element removal to evaluate structural robustness. Although research on this topic has advanced significantly in the last decades, a gap exists between deterministic studies on realistic progressive collapse behavior and structural optimization studies that addresses uncertainties, risks, and systemic behavior. Hence, this thesis aims to bridge this gap by employing a risk-based optimization framework to examine the cost-effectiveness of strengthening reinforced concrete framed buildings against progressive collapse, balancing safety and economy while considering realistic collapse features. Cost-effective mitigation strategies for progressive collapse in reinforced concrete frames are shown to depend significantly on threat probabilities and the balance between beam and column flexural capacities. When column cross-sections are squared, enhancing beam moment of inertia to activate Compressive Arch Action proves more cost- effective than increasing column flexural strength to allow Catenary Action, regardless of the frame’s aspect ratio. Conversely, frames with beams of lower moment of inertia (squared cross-sections) can be cost-effective for the Alternative Path Method if columns possess high flexural capacity to support the increased bending moments induced by Catenary Action. Furthermore, the primary design for abnormal lateral loading events, such as tornadoes and earthquakes, typically follows a strong-column, weak- beam approach, as evidenced in recent studies. It is highlighted the novel potential for achieving optimal, cost-effective configurations that are resilient to both progressive collapse and abnormal lateral loadings over the lifespan. Thus, designs with weak beams and adequately strong adjacent columns may serve as multi-hazard solutions. While squared columns may not be the most economical option for column-loss scenarios, they could be optimal if additional hazards, such as earthquakes or tornadoes, are considered—a topic that warrants further investigation.