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Título: Análise experimental de vigas de concreto armado submetidas a carregamento prévio e reforçadas à flexão com compósitos reforçados com fibra de carbono
Título(s) alternativo(s): Experimental analysis of R.C. beams preloaded, repaired and flexural strengthened with carbon fibre reinforced polymer
Autor(es): Santos, Juliane da Costa
Orientador(es): Puppi, Rogério Francisco Küster
Palavras-chave: Vigas de concreto - Simulação por computador
Vigas de concreto - Testes
Concreto armado - Testes
Vigas de concreto
Materiais de construção
Concreto armado - Manutenção e reparos
Fibras de carbono
Polímeros - Propriedades mecânicas
Concrete beams - Computer simulation
Concrete beams - Testing
Reinforced concrete - Testing
Concrete beams
Building materials
Reinforced concrete - Maintenance and repair
Carbon fibers
Polymers - Mechanical properties
Data do documento: 30-Ago-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: SANTOS, Juliane da Costa. Análise experimental de vigas de concreto armado submetidas a carregamento prévio e reforçadas à flexão com compósitos reforçados com fibra de carbono. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.
Resumo: O concreto é um material de larga aplicação nas estruturas em todo o mundo, logo seu envelhecimento e deterioração são inevitáveis, sendo a reabilitação de estruturas de concreto armado é uma necessidade real. Existem várias técnicas para a recuperação e reforço de estruturas, dentre elas os reforços com aplicação de compósitos reforçados com fibra de carbono (CRFC), que são leves, possuem alta resistência à tração e são de fácil instalação. Esta pesquisa apresenta a análise experimental do comportamento à flexão de dez vigas de concreto armado que foram carregadas previamente até a ruína e foram recuperadas e reforçadas à flexão com uma ou duas camadas tecido de fibra de carbono coladas com resinas epoxídicas (CRFC). As dez vigas de concreto armado reabilitadas foram carregadas e ensaiadas à flexão em quatro pontos até se obter as cargas últimas e deslocamentos máximos. O objetivo do trabalho foi verificar a possibilidade de reabilitação de vigas de concreto armado em ruína, após reforço à flexão com tecido de fibra de carbono (CRFC). As vigas reforçadas com 1 camada de CRFC resistiram a uma carga média 49,70% superior à carga analítica calculada para a viga de referência sem reforço e sem carregamento prévio, já as vigas reforçadas com 2 camadas de CRFC suportaram uma carga 56,66% superior à carga analítica da viga de referência sem qualquer tipo de reforço externo. Com relação à análise de resistência da estrutura comparada ao projeto do reforço para vigas íntegras, as vigas com 1 camada de CRFC suportaram cargas em média 4,65% inferiores que o projeto e as vigas reforçadas com 2 camadas de CRFC suportaram cargas 5,05% inferiores que a projetada, mostrando uma boa acurácia entre o projetado por Pivatto (2017) para reforço de vigas íntegras sem carregamento prévio e a análise experimental das vigas recuperadas e reforçadas. Na presente pesquisa percebeu-se que as vigas romperam por não resistirem às tensões cisalhantes. Ademais, foi verificada a possibilidade da reabilitação das peças estudadas por meio da recuperação e reforço à flexão com CRFC que tenham atingido a ruína conforme NBR 6118 (ABNT, 2014) no que tange o suporte de carga.
Abstract: Concrete is a material widely applicable in structures all over the world. Therefore, its deterioration and problems caused over time are inevitable. Considering this fact, the structures of concrete recovery is a real need. There are numerous techniques structural recover and repair. The system using carbon fibre reinforced polymer (CFRP) is among them. CFRP is lightweight, presents high tensile strength and is easy to be installed. This research presents an experimental analysis about the monotonic flexural behaviour and ultimate capacity of ten reinforced concrete beams partially damaged and cracked after preloading in flexure. The beams were externally repaired using one or two layers of CFRP fabrics and bonded with epoxy resin over a pre-treated substrate aiming better adhesion. Each beam was loaded and tested by a flexural tensile strength in four points bending test. The ultimate load and maximum deflection were recorded. The aim of this study was to verify the effectiveness of the CRFP as reinforcement of the damaged structure of reinforced concrete. It was observed that specimens reinforced with one layer of CRFP increased, in average, 49,70% of the tensile strength while using two layers improved it in 56,66% when compared to the control beams with no additional external reinforcement. When analysing the actual behaviour of the CRFP reinforced beams with the designed, it was observed an average achievement 4,65% less than the expected for the group using one layer and 5,05% less with 2 layers of CRFP. Therefore, the accuracy of the results was satisfactory when compared to the project presented by Pivatto (2017). During the structural analysis, it was observed that the shear force caused the failure of the beams. Additionally, it was verified the effectiveness of the CFRP when used as an external reinforcement to recover the damaged structures of reinforced concrete studied, submitted to their peak flexural tensile strength.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4708
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