RESUMO
Entre os possíveis métodos de reforço estrutural, pode-se destacar o aumento de seção transversal, o reforço com materiais compósitos, perfis metálicos, colagem de chapas metálicas e a protensão externa. Dos métodos citados, destaca-se o uso de compósitos de FRP (Fiber Reinforced Polymers, em língua inglesa), face à sua rápida e prática aplicação e às boas propriedades mecânicas.
A eficácia e o desempenho estrutural da aplicação de laminados e/ou mantas de FRP em sistemas de reforço passivos à flexão de elementos de concreto armado são comprovados por diferentes estudos. Em sistemas de reforço com FRP passivo, os modos de ruptura dos elementos são comumente caracterizados pelo destacamento do material de reforço sob solicitações de apenas 20 a 50% da capacidade última do FRP.
Com o objetivo de melhorar o aproveitamento dos materiais utilizados nos sistemas de reforço baseados na colagem externa de FRP, na última década diferentes estudos passaram a analisar o comportamento de estruturas com laminados de FRP protendidos. Tais estudos indicam maiores incrementos de capacidade resistente nos elementos reforçados e melhor aproveitamento do material de reforço quando comparados com a técnica de colagem passiva.
Nesse sentido, o presente trabalho tem como objetivo analisar, por meio de um programa experimental, o comportamento mecânico de vigas de concreto armado em escala real, pré-fissuradas ou não, reforçadas à flexão com laminados de CFRP protendidos e passivos, bem como propor e avaliar modelos de dimensionamento com base nos resultados experimentais obtidos.
Para tanto, realizou-se um programa experimental com cinco vigas de concreto armado submetidas a ensaio de flexão em quatro pontos até a ruptura, sendo uma viga não reforçada (referência), duas vigas reforçadas à flexão com colagem externa de laminado de CFRP passivo e duas vigas reforçadas à flexão com colagem externa de laminado de CFRP protendido, sendo uma viga de cada tipo de reforço submetida à pré-fissuração.
Os resultados demonstraram que o reforço passivo permitiu aumento da força no momento do escoamento da armadura de até 16,9% quando comparado à viga sem reforço. Um aumento de até 23,3% foi verificado na força máxima em comparação à viga de referência. O uso do reforço protendido promoveu aumento de até 37,9% e 41,9% nas forças de início de escoamento e máxima do elemento, respectivamente, quando comparado à viga de referência, evidenciando a maior efetividade do uso do laminado protendido no aumento da capacidade resistente dos elementos.
Com relação às deformações no material de reforço, considerando-se que o laminado de CFRP apresentou deformação estimada na ruptura de aproximadamente 14,61‰, obteve-se um aproveitamento de até 44,4% e 68,4% para o reforço passivo e protendido, respectivamente. Assim, evidencia-se a capacidade do sistema de reforço protendido em conferir maiores níveis de solicitação ao material de reforço quando comparado ao reforço passivo.
Além disso, verificou-se a capacidade do sistema de reforço com laminado de CFRP protendido em reduzir deslocamentos verticais e aberturas de fissuras pré-existentes em elementos estruturais.
O modelo analítico simplificado proposto para a determinação da capacidade resistente de elementos de concreto armado reforçados à flexão com laminados de CFRP protendido mostrou-se eficaz para a estimativa da capacidade resistente das vigas à flexão. Entretanto, destaca-se a necessidade de correta definição da deformação a ser atribuída ao material de reforço para a determinação do momento resistente último da seção transversal.
Leia a dissertação na íntregra:
Clique aqui