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TítuloInvestigação experimental e analítica no reforço ao corte de vigas de betão armado com a técnica da inserção de laminados de CFRP
Autor(es)Dias, Salvador J. E.
Orientador(es)Barros, Joaquim A. O.
Data24-Nov-2008
Resumo(s)O presente trabalho diz respeito à investigação efectuada sobre a aplicação, no reforço ao corte de vigas de betão armado, da técnica que se baseia na inserção de laminados de CFRP (Compósitos Reforçados com Fibras de Carbono) em entalhes efectuados no betão de recobrimento das faces laterais das vigas. Os aspectos essenciais associados à execução da técnica de reforço proposta, a verificação experimental da sua eficácia e a definição de uma formulação analítica, que proporcione a quantificação da contribuição do CFRP para a resistência ao esforço transverso de uma viga de betão armado, foram objecto de desenvolvimento nesta dissertação. Este trabalho é iniciado com uma revisão bibliográfica sobre o estado do conhecimento actual no que diz respeito à utilização de materiais compósitos de CFRP no reforço de estruturas de betão, com particular destaque para o reforço ao corte. A investigação experimental efectuada é apresentada em duas partes, de acordo com o faseamento com que foi executada. Na primeira, descrevem-se os ensaios realizados com o objectivo fundamental de validação da técnica de reforço proposta. O comportamento de vigas reforçadas ao corte com laminados de CFRP inseridos é comparado com o de vigas reforçadas com outras técnicas de incrementar a capacidade resistente ao esforço transverso, com e sem o recurso a materiais compósitos de CFRP. Na segunda parte descrevem-se os ensaios realizados com quatro séries de vigas de betão armado, os quais foram concebidos e executados para avaliar o efeito que os seguintes parâmetros têm na eficácia da técnica de reforço ao corte em estudo: percentagem e orientação dos laminados de CFRP; percentagem de armadura transversal existente; classe de resistência do betão; relação entre o vão de corte e a altura útil da secção transversal. A experiência adquirida na aplicação de laminados de CFRP às vigas ensaiadas permitiu que fossem definidos os aspectos essenciais associados à execução da técnica de reforço, nos quais se inclui o conjunto de procedimentos a serem adoptados para que seja garantida a qualidade necessária na aplicação do reforço de CFRP. Tendo por base os resultados obtidos na investigação experimental efectuada, foi estabelecida uma formulação analítica que conduz à determinação do valor expectável da contribuição, conferida por uma determinada solução de reforço ao corte com laminados de CFRP inseridos, para a resistência ao esforço transverso de uma viga de betão armado. Finalmente, os principais ensinamentos adquiridos na investigação desenvolvida ao longo deste trabalho são salientados, sendo apontadas perspectivas de desenvolvimento futuro.
This work deals with the research carry out on the shear strengthening of Reinforced Concrete (RC) beams using Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) laminates applied according to the Near Surface Mounted (NSM) technique. NSM is based on introducing CFRP laminates into slits opened on the concrete cover of the lateral faces of the beam. The definition of the basic aspects about the CFRP application using NSM technique, the experimental assessment of the effectiveness of this technique and the development of an analytical formulation for the prediction of the contribution of the CFRP laminates for the shear resistance of RC beams are research tasks covered in this document. This work starts with the state-of-art on the use of CFRP materials for the strengthening of concrete structures, having been given special attention on the shear strengthening. The presentation of the experimental research is divided in two phases, according to the moment in time it was done. The first part consists of the description of the tests carried out to assess the potentialities of the application of NSM technique with CFRP laminates for the shear strengthening of RC beams. The behavior of beams strengthened according to this technique is compared to the behavior of beams reinforced with conventional steel stirrups and with the behavior of beams strengthened with strips of wet lay-up CFRP sheet. In the second part are described four series of tests with T cross section RC beams carried out with the purpose to evaluate the influence on the effectiveness of the NSM shear strengthening technique of the following parameters: percentage and orientation of the CFRP, percentage of existing steel stirrups, concrete strength class and the beam shear span to effective depth ratio. With the experience obtained in the application of the laminates on the tested RC beams it was possible to define the basic procedures to assure a rigorous quality control in all steps of the CFRP application. Taking the results obtained in the experimental research, an analytical formulation to predict the contribution of the possible distinct NSM shear strengthening configurations for the shear resistance of RC beams was developed, and its performance was assessed. Finally, the most relevant conclusions extracted from the present study are presented, and work to be developed in the future is also suggested.
TipodoctoralThesis
DescriçãoTese de doutoramento em Engenharia Civil (ramo de conhecimento Estruturas)
URIhttp://hdl.handle.net/1822/8492
AcessoopenAccess
Aparece nas coleções:BUM - Teses de Doutoramento
ISISE - Teses de Doutoramento

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