Comportamento de vigas de betão armado reforçadas simultaneamente à flexão e ao corte com laminados de CFRP inseridos

Abstract

A presente dissertação apresenta a investigação realizada sobre o reforço simultâneo à flexão e ao corte de vigas de betão armado com laminados de CFRP (Polímeros Reforçados com Fibras de Carbono) inseridos em entalhes efetuados no betão de recobrimento (técnica de reforço designada na literatura internacional por NSM – Near Surface Mounted). Esta dissertação inicia-se com a revisão bibliográfica sobre o estado do conhecimento atual da utilização de materiais compósitos de CFRP no reforço de estruturas de betão armado, com particular destaque para o reforço de CFRP aplicado com a técnica NSM. Posteriormente é apresentado o programa experimental realizado com vista a verificar a exequibilidade e a eficiência do reforço simultâneo à flexão e ao corte, com laminados de CFRP inseridos, de vigas de betão armado, pré-fendilhadas. Os resultados obtidos são analisados em termos do acréscimo de capacidade de carga proporcionado pelo reforço de CFRP, do nível de mobilização do reforço de CFRP e do modo de rotura. Por fim são apresentadas as principais conclusões obtidas com a realização deste trabalho e indicadas algumas perspetivas de desenvolvimentos futuros. O programa experimental realizado no âmbito desta dissertação e os resultados obtidos formam parte integrante do concurso internacional “SC@UM Challenge - Competition for the prediction of the behaviour of a CFRP strengthened reinforced concrete beam”. Este concurso foi organizado no âmbito da Conferência Internacional “FRPRCS11 - Fiber Reinforced Polymer Reinforcement for Concrete Structures”, com o apoio da S&P Ibérica e do “IIFC - International Institute for FRP in Construction”, tendo decorrido entre os dias 26 e 28 de junho de 2013 em Guimarães, Portugal. Todos os procedimentos de ensaio seguiram cuidadosamente a normalização aplicável e os requisitos exigentes da competição internacional em que se inseriram. O autor da dissertação e os orientadores agradecem o apoio dos patrocinadores e da organização da conferência e do concurso, que disponibilizaram os recursos e possibilitaram a realização de um conjunto de ensaios relevante para a temática em estudo.

The present dissertation results of a research about the simultaneously strengthening on flexural and shear of Reinforced Concrete (RC) beams using Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) laminates applied according to the Near Surface Mounted (NSM) technique, which is based on introducing CFRP laminates into slits made on the concrete cover of the beams. This dissertation starts with the state of the art about the use of CFRP materials in the strengthening of RC structures, with particular emphasis on the NSM technique. After is presented the experimental program conducted with the purpose to verify the enforceability and the efficiency of the simultaneously strengthening on flexural and shear of pre-cracking RC beams using CFRP laminates applied according NSM technique. The results are analyzed in terms of increase of load provided by the reinforcement with CFRP, the level of mobilization of CFRP reinforcement and the failure mode. Finally, the most relevant conclusions extracted from the present study are presented, and work to be developed in the future is also suggested. The experimental program carried out in this research was part of the “SC@UM Challenge – Competition for the prediction of the behavior of a CFRP strengthened reinforced concrete beam”. The SC@UM Challenge was hosted by the “FRPRCS1 - 11th International Symposium on Fiber Reinforced Polymers for Reinforced Concrete Structures”, with the support of S&P Ibérica and the IIFC – International Institute for FRP in Construction, and took place at Guimarães – Portugal, the 24th to the 26th of June 2013. All testing procedures have followed carefully the applicable guidelines and norms, as required by the demanding rules of the competition. The author and the supervisors acknowledge the support provided by the sponsors and by the FRPRCS11 organizing committee, and all the resources provided to accomplish the important results obtained, which are of great interest to the research topic.