Reforço ao cisalhamento em vigas de conreto armado utilizando-se materiais compósitos de PRFC (DOI: 10.5216/reec.v8i1.26718)

Abstract

RESUMO: A engenharia civil nas últimas décadas tem reconhecido a necessidade crescente de reforçar ou reabilitar as estruturas de concreto armado. Os conhecimentos sobre o uso de materiais compósitos, contudo, ainda não são suficientes para permitir fundamentar o desenvolvimento de normas para projeto e execução de reforços com o emprego desses materiais. Avaliar a resistência e o modo de colapso de vigas de concreto armado reforçadas ao esforço cortante com laminados e tecidos de PRFC (Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono) externamente colados foi o objetivo desta pesquisa. Desenvolveu-se um programa experimental onde dezessete vigas dimensionadas com a mesma armadura longitudinal de flexão e com deficiente armadura convencional de cisalhamento foram ensaiadas. Quatro sistemas de reforços foram avaliados. A utilização de compósitos de PRFC colados externamente como elementos resistentes ao esforço cortante permite aumentos significativos na capacidade de carga nas vigas de concreto armado. Após atingir a carga máxima, as vigas reforçadas com laminados apresentaram uma grande capacidade residual, demonstrativo da sua grande ductilidade para grandes deformações. O melhor desempenho deve ser atribuído aos laminados inseridos, pois apresentam alta eficácia, não ocorre desprendimento das lâminas e aumentam consideravelmente a capacidade resistente ao cisalhamento. ABSTRACT: The present work studied the behavior of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) composite used as strengthening and rehabilitating structural material in reinforced concrete (RC) beams submitted to shear stress. The current state of the knowledge related to this issue is presented, and different conceptual and design models for shear strengthening of RC beams with CFRP systems are introduced. Four strengthening systems were studied in this research. In order to supply stronger qualitative and quantitative arguments, and to build up potential knowledge on different types of CFRP systems for shear strengthening of RC beams, identical prototypes were used. The study was carried out in conventional RC beams, which were shear strengthened with CFRP plates. Different external bonding positions of the strengthening plates, either on or inside the internal steel stirrups were analyzed; an aspect that had not been mentioned in the specific literature before. The results obtained in the tests are interpreted, discussed and evaluated. These results indicate that the techniques used in this study, to shear strengthen RC beams with CFRP, are viable. They also showed that CFRP laminated plates embedded into slits cut on the beam’s lateral surface was the most effective technique.