[pt] A crescente demanda por reforços em estruturas de concreto motivou a elaboração deste trabalho. Este estudo consiste na comparação entre modelos para o cálculo da parcela da força cortante resistida pelo reforço externo e na implementação computacional de um procedimento numérico para o dimensionamento da área de reforço à força cortante utilizando a NBR 6118, o modelo da treliça generalizada e a teoria do campo de compressão. Os objetivos deste estudo são: fornecer um melhor conhecimento dos materiais utilizados, promover um melhor entendimento dos parâmetros atuantes na interação do concreto com os materiais compósitos e sistematizar o dimensionamento para obtenção da área necessária de reforço com compósitos de fibras de carbono. A análise dos modelos de cálculo da resistência à força cortante e do dimensionamento da área de reforço foi feita através da comparação dos resultados teóricos com resultados experimentais encontrados na literatura. O modelo para o cálculo da parcela da força cortante resistida pelo reforço externo publicado por Chen e Teng em 2003 foi utilizado na implementação computacional por ser o modelo que apresentou melhor desempenho na comparação. As comparações entre os resultados teóricos do dimensionamento e os resultados experimentais da literatura indicaram a necessidade de se avançar nos estudos para a elaboração de um modelo apropriado para o dimensionamento da área de reforço à força cortante com compósito de fibras de carbono. / [en] The increasing demand for reinforcement of concrete structures using carbon fiber composites was the main motivation of this work. This study consists of the comparison of different models that compute the contribution of the external reinforcement to the shear capacity of the beams, and of the implementation of a numerical procedure for the shear design of strengthened beams using the Brazilian code NBR 6118, the generalized truss model and the compression field theory. The objectives of this study are to supply a better knowledge of the materials used in the strengthening, to promote a better understanding of the parameters that act in the interaction between the concrete and the composite, and to systematize the design in order to obtain the carbon fiber composite cross-section area necessary for the reinforcement. The analysis of the shear reinforcement design models for determining the cross-section area of the carbon fiber composite was developed comparing the analytical results with the experimental results found in literature. The Chen and Teng model, published in 2003, for computing the contribution of the external reinforcement to the shear capacity of the beams, was used in the computational implementation due to the fact that it presented the best performance. Comparing the analytical results obtained by the theoretical model with the experimental results found in literature, the investigations showed the necessity of further studies regarding the implementation of a more appropriate model for the design of the shear reinforcement, and for a more precise computation of the cross-section area of the carbon fiber composite reinforcement.

[pt] Este trabalho compara o projeto ótimo determinístico (DDO) com o projeto ótimo baseado em confiabilidade (RBDO) de pórticos planos de concreto armado. A estrutura é modelada por uma malha de elementos finitos usando elementos de barras e considerando a não-linearidade geométrica e dos materiais. Na formulação do problema de otimização proposto as variáveis de projeto são definidas para cada elemento finito da malha. Elas são as armaduras superior e inferior das seções transversais de extremidade do elemento, a altura da seção do elemento, as áreas de armadura transversal e o parâmetro D usado para descrever os estados limites últimos de acordo com a norma brasileira NBR 6118 (ABNT, 2004). Os algoritmos de otimização utilizados são os de programação quadrática seqüencial (PQS), programação linear seqüencial (PLS) e o método das direções viáveis (MDV). As variáveis randômicas do problema de RBDO são a resistência à compressão do concreto, as resistências à tração e à compressão do aço, assim como as cargas aplicadas. As funções de comportamento são de dois tipos, a primeira é relativa à carga crítica da estrutura e a segunda ao controle de deslocamento para o estado limite de utilização. Para o cálculo da probabilidade de falha de uma função de comportamento, em cada iteração do problema de RBDO, o método FORM (PMA) utilizará o algoritmo HMV para obtenção do ponto de projeto. Análise de sensibilidade é feita pelo método analítico. / [en] This work compares the Deterministic Design Optimization (DDO) with the Reliability-Based Design Optimization (RBDO) of reinforced concrete plane frames. The structure is modeled by a finite element mesh using bar elements and considering both geometric and material nonlinearities. In the formulation of the proposed optimization problem the design variables are defined for each element of the finite element mesh. They are the areas of tensile and compressive reinforcement at the element ends, the depth of the element rectangular cross-section, the areas of shear reinforcement, and the parameter D used to describe the deformation limit sates for the element cross-sections defined according to the Brazilian code for the design of concrete structures NBR 6118 (ABNT, 2004). The optimization algorithms used are the Sequential Linear Programming (SLP), the Sequential Quadratic Programming (SQP) and the Method of Feasible Direction (MFD). The random variables of the RBDO problem are the concrete compressive strength, the steel compressive and tensile strength, as well as some applied loads. The performance functions are of two types, the first relates to the critical load of the structure and the second to the control of displacements in the serviceability state. For performing the calculation of the probability of failure for the associated performing function in each iteration of the RBDO problem, the method FORM (PMA) will be used in connection with the HMV algorithm for obtaining the project point. The sensitivity analyses are carried out by the analytical method.

[pt] Pilares mistos são pilares compostos de perfis metálicos, concreto e vergalhões. Um tipo destes pilares é aquele em que um perfil metálico fechado é preenchido com concreto armado, que é o tipo de pilar adotado neste trabalho. Uma de suas vantagens é a facilidade de execução. O objetivo deste trabalho é estudar experimentalmente o comportamento dos pilares mistos quando sujeitos à flexão-compressão. Inicialmente foi realizada uma série de ensaios em corpos de prova mistos com a finalidade de se obter a curva tensão- deformação do concreto confinado. Em seguida foram realizados 15 ensaios de pilares mistos onde as variáveis estudadas foram o comprimento de flambagem do pilar, a excentricidade da carga e a taxa de armadura. Os resultados experimentais foram comparados com as resistências calculadas de acordo com os métodos propostos nas normas técnicas NBR 14323 e no EuroCode 4. De uma forma geral, todos os métodos de cálculo forneceram bons resultados. / [en] Composite columns are a structural members subjected to compression and bending, made of concrete and structural steel. One particular type of composite column consists of rectangular steel hollow sections completely filled with concrete and reinforcing bars, which is the type of column considered in this work. One of the advantages of this column is the construction facility. The objective of this work is to study experimentally the behaviour of composite columns when subjected to combined compression and bending. Initially a series of tests of composite specimens was carried out in order to obtain the stress-strain curve for the concrete confined by the steel section. Following that, 15 composite columns were tested with the purpose of studying the effect of the buckling length, load eccentricity and reinforcement ratio on the column strength. The experimental results were compared to theoretical resistances calculated by the NBR 14323 and EuroCode 4 Code Requirements. In general, a good agreement was found between the experimental and theoretical results.

[pt] O reforço de estruturas de concreto armado torna-se necessário por uma série de fatores, tais como: erros de projeto ou de execução que levam a sistemas estruturais inseguros; deterioração do concreto e do aço causada por envelhecimento natural; agentes agressivos ou acidentes como incêndio e choques; mudança no tipo de utilização original da estrutura através do aumento do carregamento e/ou modificações na sua geometria. A aplicação de compósitos de fibra de carbono para reforço de estruturas de concreto armado representa o que há de mais moderno em engenharia estrutural. O uso deste material é bastante interessante devido à sua leveza, alta resistência mecânica, resistência à corrosão, neutralidade eletromagnética, fácil aplicação e manutenção das dimensões originais do elemento estrutural. A escolha deste tipo de reforço, em vez de sistemas tradicionais que utilizam chapas de aço, depende da viabilidade econômica e de restrições específicas feitas no projeto. O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo analítico para o dimensionamento à flexão de vigas de concreto armado reforçadas com compósitos de fibras de carbono. Foi realizada uma revisão da literatura disponível de modo a se obter evidências experimentais acerca do assunto. Com o propósito de avaliar a eficiência do modelo analítico desenvolvido, os resultados numéricos calculados com este modelo são discutidos e comparados com os resultados experimentais e teóricos obtidos da literatura. / [en] The strengthening of reinforced concrete structures turns to be necessary due to a number of factors, such as: mistakes in the design or in the construction leading to unsafe structural systems; deterioration of concrete and steel caused by natural aging, aggressive agents or accidents like fire and shocks; the changing of the original use of the structure with the increase of loading and/or modifications in the geometry. The application of carbon fiber composites for strengthening of reinforced concrete structures is a very new and modern issue in structural engineering. The use of this material is very interesting due to its lightness, high mechanical strength, resistance to corrosion, electromagnetic neutrality, easy application and maintenance of the original shape of the structural element. The choice of this type of reinforcement, instead of more traditional systems using steel plates, depends on the economical viability and specific restrictions made in the project. The objective of this work is to develop analytical model for flexural design of reinforced concrete beams strengthened with carbon fiber composites. A literature review was carried out in order to obtain the experimental evidences on this subject. In order to evaluate the efficiency of the analytical model, the numerical results obtained with this model are discussed and compared with the experimental and numerical results obtained from literature.

[pt] O objetivo deste trabalho é o estudo experimental do comportamento e do desempenho de vigas de concreto armado reforçadas à flexão com tecidos de compósitos de fibras de carbono.O programa experimental consiste no ensaio de sete vigas biapoiadas com um vão em balanço. Todas as vigas possuem a mesma seção transversal, armaduras e vãos,dimensionadas de forma que, antes do reforço, o valor do momento positivo máximo seja igual ao do momento negativo máximo. A primeira viga ensaiada não foi reforçada e foi utilizada como viga de referência. As vigas reforçadas foram divididas em dois grupos. No primeiro grupo, três vigas foram igualmente reforçadas nas regiões de momentos máximos positivos e negativos. No segundo grupo, três vigas tiveram sua armadura de reforço duplicada, em relação às vigas do primeiro grupo, na região de momento máximo negativo.As vigas foram concretadas, instrumentadas e ensaiadas no Laboratório de Estruturas e Materiais da PUC-Rio. Para tentar reproduzir a situação real, o carregamento foi aplicado nas vigas reforçadas até atingir cerca de 50% do valor previsto para a ruptura. Neste instante a viga já apresentava diversas fissuras e o ensaio foi interrompido para aplicação do reforço sob carregamento.Os resultados obtidos para as vigas em termos de deflexão, deformação da armadura,fissuração, modo e carga de ruptura são analisados. É possível verificar um aumento significativo de resistência e rigidez das vigas reforçadas, confirmando a eficiência deste tipo de reforço. A ductilidade avaliada em termos de critérios energéticos aparece como um parâmetro adequado para a análise do comportamento estrutural de vigas reforçadas com tecidos de compósitos de fibras de carbono. / [en] This investigation deals with the experimental evaluation of the performance of carbon fiber composites used for flexural strengthening of six reinforced concrete beams. The experimental program consists on the tests of seven simply supported beams with an overhanging portion, each one with the same cross section, steel reinforcement and span.The beams were designed to have the same value of maximum positive and negative moments. The first beam was not strengthened and it was used as a reference beam. The flexural strengthening of two categories of beams was considered. Category I beams were designed with equal flexural strengthening in the maximum negative and positive moments region. Category II beams were designed with double flexural strengthening in the maximum negative moment region.A total of three concrete beams of each category were constructed, instrumented and tested at the PUC-Rios Structures and Materials Laboratory. The average concrete strength was 20 MPa. The reinforcement steel bars have a yield strength of MPa. The flexural strengthening was applied under loading.The responses of the beams in terms of deflections, strains and modes of failure were examined. It was possible to verify a significant increasing in loading-carrying capacity of the beams due to strengthening. The results of this investigation are useful in substantiating the design data and providing design guidelines for this type of strengthening and they show that the energetic criterions are adequate parameters for the analysis of the beams.

[pt] Arco segmentado é uma estrutura composta de vários segmentos retilíneos,emendados em pontos pertencentes a uma curva em forma de arco que circunscreve a estrutura. A coincidência dos pontos das emendas (nós) com essa curva permite a redução dos momentos fletores nesses pontos. O arco segmentado assim idealizado apresenta algumas vantagens para a indústria de pré-moldados, quais sejam: permite a utilização das fôrmas empregadas na moldagem de outros tipos de peças retilíneas como pilares e vigas; permite a construção de arcos com qualquer relação entre a flecha e o vão, empregando-se as mesmas fôrmas, bastando para isso variar os ângulos entre os segmentos emendados. Neste trabalho é feito um estudo teórico sobre a estabilidade dos arcos segmentados,utilizando para isto o modelo computacional baseado no método nos elementos finitos. Dentro deste estudo são realizadas análises sobre a influência da relação altura/vão, da variação do número de segmentos, da presença de imperfeições iniciais e da ação do vento no comportamento global destes arcos. Também é desenvolvido um procedimento para o cálculo da carga crítica dos arcos segmentados bi e tri-articulados e que leva em consideração tanto as cargas caracterizadas por pontos limite como as por pontos de bifurcação. São apresentados os detalhes e resultados de um ensaio experimental de um arco segmentado de concreto armado, que teve como objetivo principal a verificação do comportamento global deste tipo de estrutura e da eficiência do modelo computacional aqui utilizado. / [en] Segmental arch is a structure made of several straight segments of precast concrete connected at points belonging to a curve in the form of an arch which circumscribes the structure. This type of arch has some advantages for the precasting industry: a) it allows the use of the same forms used to cast other types of straight pieces such as beams and columns; b) it allows the construction of arches with any height/span ratio, using the same forms, which is achieved just by varying the angle between the connected segments. In this work, a study of the stability of this type of arch is developed, with the use of a computer model based on the finite elements method. In side of this study, the effects of height/span ratio variation, segment number variation, initial imperfections presence and the wind action are investigated. In addition, a calculus procedure of the critical load to the segmental arches is developed. This procedure takes in consideration the loads characterized by limit points as much as that by bifurcation points. Is also presented an experimental test, of a segmental arch made of reinforced concrete, that was conducted with the purpose of studying the global behavior of this type of structure, and verify the efficiency of the computer model used. / [es] El arco segmentado es una extructura compuesta de varios segmentos rectilíneos,enmendados en puntos que pertenecen a una curva en forma de arco que circunscribe la extructura. La intercepción de los puntos de las enmiendas (nodos) con esa curva permite la reducción de los momentos flectores en esos puntos. El arco segmentado presenta algunas ventajas para la industria de premoldados como son: permite la reutilización de las formas para el moldeado de otros tipos de piezas rectilíneas como pilares y vigas; permite la construcción de arcos con cualquier relación entre la flecha y el vano, utilizando las mismas formas, tan solo variando los ángulos entre los segmentos enmendados. En este trabajo, se desarrolla un estudio teórico sobre la estabilidad de los arcos segmentados,utilizando el modelo computacional basado en el método en los elementos finitos. Dentro de este estudio se analiza la influencia de: la relación altura/vano, la variación del número de segmentos, la presencia de imperfecciones iniciales y la acción del viento en el comportamiento global de estes arcos. También se desarrolla un procedimiento para el cálculo de la carga crítica de los arcos segmentados bi y triarticulados que lleva en consideración tanto las cargas caracterizadas por puntos límites como por puntos de bifurcación. Se presentan detalles y resultados de un ensayo experimental de un arco segmentado de concreto armado, cuyo objetivo principal es verificar el comportamiento global de este tipo de extructura y la eficiencia del modelo computacional aqui utilizado.

[pt] Em todo projeto de estruturas de engenharia existem incertezas associadas às propriedades dos materiais, às propriedades geométricas e aos carregamentos. Essas incertezas geralmente são consideradas através de fatores de segurança. A análise de confiabilidade aplicada ao projeto de estruturas é uma ferramenta que permite avaliar a probabilidade de falha da estrutura para um determinado modo de comportamento e a sensibilidade deste projeto em relação às variáveis consideradas. Neste trabalho são aplicadas estratégias de avaliação da confiabilidade das vigas principais de uma ponte existente de concreto armado, as quais são verificadas no estado limite último na flexão simples e no estado último de serviço na formação de fissuras, segundo as recomendações da NBR6118:2003. Foram desenvolvidas rotinas com o auxílio do programa Matlab para avaliar a probabilidade de falha da ponte segundo o método de simulação de Monte Carlo e o método FORM (First Order Reliability Method). Também é realizada uma análise de sensibilidade para analisar a influência de cada variável na confiabilidade da ponte. / [en] In the project of engineering structures, some design variables are usually taken as deterministic, although there are uncertainties associated with loads, material and geometrical properties. The use of safety factors is the most common strategy to deal with these uncertainties. The reliability analysis of structures is a tool to assess the probability of structural failure in a certain behavior and the sensitivity of this failure in relation to each variable considered. This work is concerned with the reliability analysis of the main beams of an existing bridge made of reinforced concrete, which is checked at the ultimate limit state in simple bending and the ultimate state of service in the formation of cracks as recommended by NBR6118: 2003. Matlab routines are developed in order to assess the probability of failure of the bridge using two methods: Monte Carlo simulation and FORM (First Order Reliability Method). Additionally, a sensitivity analysis is performed in order to analyze the influence of each variable in the reliability of the bridge.

[pt] A avaliação da segurança das estruturas vem evoluindo do formato tradicional das Tensões Admissíveis para métodos mais racionais baseados em Estados Limites a partir de meados do século passado. A partir de finais deste século, se reconheceu a arbitrariedade na definição de coeficientes de majoração de cargas e minoração de resistências implícitas nestes métodos e ferramentas de análise de segurança baseadas em métodos probabilísticos têm sido desenvolvidos. Em paralelo a isso, busca-se desenvolver, dentro dos métodos determinísticos, processos mais compatíveis com as situações reais de ruptura das estruturas, como a abordagem por Segurança Global. As normas de projeto de estruturas vão progressivamente introduzindo estes novos métodos. Porém, ainda não se encontra na literatura uma análise sistemática para quantificação da segurança probabilística consequente da aplicação destes métodos. O objetivo deste trabalho é contribuir nesta avaliação de segurança em estruturas típicas de concreto armado, analisadas pelos métodos convencionais dos Estados Limites, pelos métodos de Segurança Global e por análises probabilísticas completas. Dentro das análises probabilísticas, procura-se superar uma grande dificuldade na aplicação dos métodos, que é a avaliação das características probabilísticas das variáveis, pela aplicação de uma abordagem Bayesiana, que permite uma reavaliação contínua das variáveis, assim como a aplicação nesta definição do julgamento de Engenharia do analista. Um ponto importante da análise de confiabilidade, quando é feita em seções isoladas de uma estrutura pode levar a resultados conservadores e enganosos, uma vez que as estruturas se comportam como um todo. / [en] Structural safety assessment has evolved from the traditional allowable stress design to more rational methods based on limit states. Current practice on the limit states verifications are based on the partial factor method. However, since the beginning of this century, the arbitrariness in the definition of the partial factors used to increase the values of the loads and to reduce the properties of the material has been recognized. This simplified procedure are often conservative and may lead to expensive upgrades. This situation has motivated the development of methods for safety verification based on a probabilistic approach. Parallel to this, it is sought to develop, within deterministic methods, processes more compatible with real situations of rupture of structures, such as the global safety approach. Structural design standards are progressively introducing these new methods. However, a systematic analysis for the quantification of probabilistic safety resulting from the application of these methods has not yet been found in the literature. The objective of this thesis is to contribute in this safety assessment of reinforced concrete structures, analyzed by the conventional methods of Limit States, by Global Safety methods and by complete probabilistic analyses. Within the probabilistic analyses, it is tried to overcome a great difficulty in the application of the methods that is the evaluation of the probabilistic characteristics of the variables, by the application of a Bayesian approach, that allows a continuous revaluation of the variables, as well as the application in this definition of "engineering judgment" of the analyst. . An important point of the analysis that the reliability analysis usually done in isolated sections of a structure can lead to conservative and misleading results, since the structures behave as a whole.

[pt] O concreto armado (CA) tem sido amplamente utilizado em construções civis durante quase dois séculos devido a sua versatilidade e relativamente baixo custobenefício quando comparado com outros sistemas estruturais. É, notoriamente, o sistema mais adotado na construção de obras estratégicas e de infraestrutura. No entanto, as construções de CA estão em constante deterioração. Sobretudo nas últimas décadas, atenção especial vem sendo dada à influência de cenários dinâmicos nesse tipo de sistema estrutural devido à intrínseca baixa resistência à tração e fragilidade do concreto, que promovem extensos horizontes de fissuração na ocorrência desses eventos. A presente investigação dedicou-se à avaliação de duas variações de compósitos cimentícios de comportamento strain-hardening (SHCC) como material de reforço para melhorar a resistência ao impacto de edifícios existentes, em especial membros estruturais com falhas críticas por cisalhamento. SHCC é uma classe relativamente nova de compósito cimentício reforçado com fibras, em geral microfibras sintéticas com fração volumétrica média de 2 %. Estudos recentes já demonstraram que este compósito é capaz de deformarse substancialmente quando submetido à tração direta (até 6% dependendo da dosagem) durante o estágio de múltipla-fissuração, enquanto sustenta uma abertura de fissura de até 100 μm. O SHCC parece especialmente adequado para resistir a impactos de alta velocidade devido ao número relevante de superfícies que se formam durante a sua fase de deformação, uma vez que a grande quantidade de superfícies que são formadas durante o processo de múltipla-fissuração representa uma perspectiva elevada de dissipação de energia sem reduzir a capacidade de carregamento. Dois tipos de SHCC de resistência normal foram escolhidos para serem avaliados nesta investigação. Os compósitos diferenciavam-se principalmente no tipo de fibra de reforço: PVA e UHMWPE. Como os elementos estruturais incorporados em estruturas estão frequentemente sujeitos a estados multiaxiais de tensão, para avaliar o potencial de SHCC como material de reforço, ensaios combinados de torção e tensão foram desenvolvidos. Tais resultados permitiram o aprofundamento da compreensão do desempenho mecânico dos SHCC em análise sob cisalhamento, ao mesmo tempo que permitem a combinação desses esforços com tensões normais de tração. Em seguida, o potencial efetivo do SHCC no melhoramento da resistência e resiliência de elementos estruturais existentes a cargas de impacto foi investigado por um extenso programa experimental que contou com 24 vigas de escala real. Os parâmetros variados foram: (i) o tipo de SHCC; (ii) a configuração de reforço interno (espécimes com e sem estribos); (iii) a energia de impacto (que variou entre 2,1 kJ e 6,4 kJ, correspondendo a velocidades aproximadas de 17 m/s a 30 m/s, respectivamente). Os resultados foram avaliados em termos da resposta mecânica, padrões de fissuração, e análise modal. Foi demonstrado que ambos os tipos de SHCC contribuíram para a melhora da resistência ao impacto das vigas de CA reforçadas, melhorando expressivamente a resposta dinâmica residual e de estabilidade, enquanto contribuíram efetivamente para segurança de usuários ao propiciar uma redução substancial de detritos desprendidos durante os testes. O SHCC reforçado com fibras de UHMWPE mostrou-se menos sensível à presença ou ausência de estribos, sugerindo que esse compósito seja o mais adequado para aplicações de reforço de cisalhamento em cenários dinâmicos onde existe uma deficiência, ou incerteza, sobre o reforço transversal interno dos membros existentes. / [en] Reinforced concrete (RC) has been widely used in civil constructions for almost two centuries due to its versatility and relatively low cost-effectiveness ratio when compared with other structural systems. It is notably the preferred material for the construction of strategic infrastructures. However, RC constructions are in constant deterioration. Special attention had been given in the last decades to the influence of dynamic scenarios on RC structures due to concrete s inherent low tensile strength and brittle nature, which promotes intense cracking during these events. The present research focused on the assessment of two variations of strainhardening cementitious composites (SHCC) as strengthening material to improve the impact resistance of existing buildings, moreover structural members with critical shear failure. SHCC is a somewhat new class of fiber-reinforced composite reinforced with synthetic microfibers with an average content of 2 % in volume. Previous research studies already demonstrated that this composite is able to yield substantial deformations under tension (up to 6 % depending on the dosage) during its multiple-cracking phase, while enduring a crack-width limit of 100 μm. SHCC seems especially appropriate to withstand high-velocity impacts due to the relevant number of surfaces that are formed during its deformation phase since it represents a high perspective of energy dissipation without reducing load-bearing capacity. Two types of normal-strength SHCC were chosen to be assessed in this research. The composites differed mainly in the type of reinforcing fiber: PVA, and UHMWPE. As structural members embodied in structures are often subjected to multiaxial stress states, to evaluate SHCC´s potential as a strengthening material, combined torsion and tension tests were developed. These tests deepen the understanding of SHCC s mechanical performance under shear, while also enabled the combination with normal stresses. Then, SHCC s actual potential to improve the impact resistance and afterlife of existing structural members was investigated during an extensive experimental program that counted with 24 real-scale beams. The varied parameters were: (i) the type of SHCC; (ii) the internal reinforcement configuration (specimens with, and without stirrups); (iii) the impact energy (which was varied between 2.1 kJ and 6.4 kJ, corresponding to approximated velocities of 17 m/s to 30 m/s, respectively). The results were assessed in terms of their mechanical response, cracking patterns, and modal analysis. It was demonstrated that both types of composites improved the impact resistance of the strengthened RC members, outstandingly improving the impact safety with regards to residual dynamic response and stability while presenting a substantial reduction of spalling and scabbing material. The SHCC produced with UHMWPE fibers appeared to be less sensitive to the presence or absence of stirrups, posing as more suitable alternative for shear strengthening applications within dynamic scenarios where there is a deficient, or even uncertainty, about the internal transversal reinforcement of the existing members.

[pt] Neste trabalho é realizado o estudo experimental de oito vigas de concreto armado de seção T (cm bw=15cm e cm h=40cm), com 300 cm de comprimento, biapoiadas e com a mesma armadura longitudinal, reforçadas à força cortante com compósitos de fibras de carbono (CFC). As mesmas foram divididas em duas séries de quatro vigas, com uma viga de referência para cada série, onde a taxa de armadura transversal interna foi maior para a Série I do que para a Série II. Para as três vigas reforçadas de cada série variou-se o número de camadas do reforço em CFC por meio de estribos em U, os quais foram ancorados longitudinalmente por meio de faixas desse compósito. A colagem do CFC foi executada após o surgimento das primeiras fissuras diagonais no trecho de maior cortante. Os resultados dos ensaios mostraram que as vigas reforçadas apresentaram um aumento mínimo de resistência à força cortante de 36% em relação às respectivas vigas de referência, e que a ruptura de todas as vigas ocorreu por tração diagonal, com o descolamento do CFC na região de sua ancoragem. O modelo cinemático e do ACI-440 (2001) apresentaram resultados mais próximos aos dos ensaios realizados para a resistência total da força cortante. O resultado experimental da parcela da força cortante resistida pelo CFC apresentou resultados superiores aos calculados por diversos modelos teóricos, e os resultados mais consistentes foram os modelos da FIB-Bulletin 14 (2001) e Khalifa e Nanni (2002). A análise de diversos parâmetros mostrou que o fator de efetividade Vf do reforço diminui quando a rigidez E(f)P(f) do CFC aumenta, portanto, há um menor acréscimo de resistência total à força cortante. / [en] This analysis involves the experimental study of eight reinforced concrete beams of T section ( cm bw=15cm e h=40cm), with cm 300cm of length, bisupported and with the same longitudinal reinforcement, strengthened for shear force with carbon fiber composites (CFC). They were divided in two series of four beams, with a reference beam for each series, where the internal transversal reinforcement ratio was greater for Serie I than Serie II. For the three strengthened beams of each series the number of layers of the reinforcement in CFC made by U stirrup varied, which were anchored longitudinally by stirrups of this composite. The CFC glue was done after the first diagonal cracks in the shear region. The results of the tests showed that the strengthened beams had a minimum increase of shear force of 36% in relation to the respective reference beams and the rupture of them occurred due to diagonal tension, with the CFC debonding in the region of its anchorage. The cinematic (upper-bound solution) and ACI-440 (2001) model presented results close to the experimental results for the shear strength. The experimental result of the shear force parcel resisted by the CFC presented superior results to the calculated by diverse theoretical models, and the most consistent ones were FIB-Bulletin 14 (2001) and Khalifa and Nanni (2002) models. The analyses of diverse parameters showed that the strengthening effectiveness Vf decreases when the rigidity E(f)P(f) of CFC increases, therefore there is a lesser increase of total strength to the shear force.