[pt] Este estudo teórico-experimental analisa o comportamento
até a ruptura de
vigas de concreto armado reforçadas externamente à torção
com compósitos de
fibras de carbono (CFC). No programa experimental, sete
vigas de concreto
armado, com seção transversal de 20 cm x 40 cm e 420 cm de
comprimento,
com mesma armadura de aço longitudinal e transversal e
concreto com mesma
resistência à compressão, foram ensaiadas até a ruptura.
As vigas testadas
foram divididas em três séries, sendo uma viga de
referência sem reforço, três
vigas com reforço transversal externo e três vigas com
reforço externo
transversal e longitudinal. Para a realização dos ensaios
foi montada uma
estrutura auxiliar de aço capaz de transferir às vigas a
solicitação de torção pura.
No estudo teórico foram desenvolvidas duas formulações. A
primeira formulação,
baseada no modelo da treliça espacial generalizada com
abrandamento de
tensões, apresenta uma sistemática para traçado da curva
momento torçor x
ângulo de torção por unidade de comprimento de vigas de
concreto armado
reforçadas à torção. A segunda formulação, fundamentada no
modelo da
Analogia da Treliça Espacial de acordo com a filosofia de
dimensionamento do
Eurocode 2, apresenta uma sistemática para dimensionamento
de reforço com
CFC . As duas metodologias adotam um modelo para
determinação da
aderência entre o substrato de concreto e o reforço. A
inclusão da aderência nos
modelos desenvolvidos é de grande importância porque em
geral a ruptura do
elemento estrutural ocorre devido ao descolamento do CFC.
Os resultados
experimentais obtidos nos testes das vigas foram
utilizados para validar as duas
formulações teóricas desenvolvidas. Os resultados
experimentais apresentaram
boa aproximação quando comparados com os modelos
propostos. Verificou-se
que todas as vigas reforçadas apresentaram um acréscimo de
resistência à
torção em torno de 40% em relação à viga de referência.
Verificou-se que, após
a fissuração, as vigas reforçadas apresentaram perda de
rigidez inferior à da
viga de referência. Observou-se que o ângulo da fissura
medido
experimentalmente, o ângulo de inclinação calculado pelo
estado de deformação
e o ângulo de inclinação calculado pelo estado de tensão
da viga apresentaram
valores próximos para cada viga. / [en] A theoretical-experimental research on the torsional
behavior up to failure
of reinforced concrete beams strengthened with external
carbon fiber composites
(CFC) was carried out. The experimental study comprises a
series of seven
reinforced concrete beams with the same compressive
strength of concrete
loaded to failure and subjected to torsion. The beams
dimensions were 20 cm x
40 cm x 420 cm. The test specimens had the same internal
steel reinforcement.
The beams were divided in three series: the reference beam
without
strengthening; three beams with the external strengthening
applied transversally
and three beams with the external strengthening applied
transversally and
longitudinally. For the accomplishment of the tests an
auxiliary steel structure
was mounted, capable to transfer to the beams the pure
torsion moment. In the
theoretical study two analytical procedures were
developed. The first formulation,
based on the softened space truss model for torsion,
presents a systematic to
obtain the curve torsion moment x torsion angle per length
unit of the reinforced
concrete beams with CFC torsion strengthening. The second
systematic, based
on the Space Truss Model in accordance with the Eurocode
2, presents the
design of the CFC strengthening. Both methodologies adopt
the Chen and Teng
bond model between concrete and CFC. The consideration of
the bond in the
developed models is very important because the failure of
the concrete members
often occurs from debonding of the CFC. The experimental
results from the
beams tests were used to validate the two analytical
procedures. Good
agreement was obtained with the experimental and
analytical results. For all the
strengthened beams the average values of torsion strength
were increased by
40% when compared to the reference beam. After cracking,
the loss of rigidity in
the strengthened beams was lower then in the reference
beam. The cracking
angle experimentally measured and the strut angles
evaluated by strain state and
stress state presented close values.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:10658 |
| Date | 27 September 2007 |
| Creators | JULIO JERONIMO HOLTZ SILVA FILHO |
| Contributors | MARTA DE SOUZA LIMA VELASCO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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