Carlos Chastre

O reforço à flexão de vigas de betão armado tem apresentado uma evolução com tendência para soluções onde são utilizadas armaduras à base de materiais compósitos de fibras de Carbono, Vidro, Basalto ou Aramida, aplicadas com as técnicas Externally Bonded Reinforcement (EBR) ou Near Surface Mounted (NSM). No entanto, o comportamento elástico-linear destes materiais e as roturas tendencialmente frágeis das soluções condicionam a sua utilização em estruturas onde se pretende alguma ductilidade. Por conseguinte, procurou-se desenvolver um sistema de reforço estrutural alternativo e inovador em que os materiais de reforço aplicados, conjuntamente com a solução de reforço, conseguissem minimizar ou eliminar os riscos de roturas prematuras e ao mesmo tempo aumentassem a ductilidade dos elementos reforçados. Neste trabalho, apresenta-se em pormenor este novo sistema de reforço à flexão de vigas de betão armado com armaduras de aço inoxidável ancoradas internamente por aderência. Neste sistema de reforço as armaduras são contínuas e pós-instaladas pelo exterior, ficando as extremidades ancoradas por aderência no interior do elemento estrutural. Apresentam-se e discutem-se os resultados dos ensaios realizados para avaliar o desempenho das vigas de betão armado reforçadas com esta nova técnica. Os modos de rotura observados são também motivo de análise mais detalhada. Evidenciam-se alguns benefícios na utilização deste sistema de reforço inovador, nomeadamente ao nível da capacidade resistente última das vigas de betão armado e fazem-se algumas recomendações para a sua aplicação e utilização na reabilitação de elementos estruturais degradados.

A utilização de materiais compósitos de matriz polimérica (Fiber Reinforced Polymers - FRP) como armadura de reforço de diferentes elementos estruturas de várias naturezas (e.g. betão armado, aço, madeira ou alvenaria) tem vindo a suscitar o interesse da comunidade científica internacional. Inicialmente, a simples colagem pelo exterior dos compósitos de FRP aos elementos estruturais permitiu identificar um fenómeno de descolamento prematuro do compósito para níveis de extensão muito aquém dos seus limites de rotura. Com base na experimentação, algumas teorias têm surgido no sentido de explicar o fenómeno do descolamento prematuro dos FRPs. Por outro lado, outras técnicas de reforço têm sido propostas com o objetivo de adiar ou simplesmente eliminar esse fenómeno. Neste trabalho, são analisadas diferentes ligações coladas entre laminados de CFRP e outros materiais tais como, o betão armado, o aço e a madeira. Duas técnicas de reforço por colagem vulgarmente citadas na literatura internacional foram utilizadas: Externally Bonded Reinforcement (EBR) e Near Surface Mounted (NSM). Os resultados experimentais permitiram constatar que o desempenho local das ligações estudadas é distinto, tendo-se observado que as relações entre a tensão de aderência e o deslocamento relativo entre superfícies é: (i) na ligação CFRP/betão do tipo não linear e caracteriza-se por, após atingir-se uma tensão de aderência máxima, o descolamento ocorre quando a tensão de aderência tende para zero; (ii) na ligação CFRP/aço o desempenho é do tipo bi-linear, i.e. com um troço inicial retilíneo até atingir-se uma tensão de pico seguindo-se um troço linear descendente até tensão de aderência nula; e (iii) na ligação CFRP/madeira o desempenho é do tipo tri-linear, i.e. similar à ligação CFRP/aço mas com um troço constante a seguir ao troço linear descendente e que se esgota para um deslocamento relativo último.

A reabilitação de um edifício tem muitas vezes de ser analisada e efetuada tendo em conta os edifícios vizinhos e a envolvente. No caso particular da reabilitação de um edifício, à partida devem considerar-se, de forma integrada, todos os requisitos que não são cumpridos face aos padrões atuais. Com base nessa análise, e tendo em conta muitas vezes condicionantes vários, que vão desde estéticos, técnicos, culturais a económicos, e que dependem em larga medida das tipologias construtivas, a intervenção tem de ser cuidadosamente concebida, preparada e executada. Apresentam-se sinteticamente as tipologias construtivas mais correntes, o contexto legislativo português da construção e específico da reabilitação. Efetua-se uma análise à legislação vigente, detalhando com maior detalhe o Regime Especial da Reabilitação Urbana, que possibilita dispensas de cumprimentos regulamentares mas apenas relativos a aspetos construtivos. Por esse motivo apresenta-se também uma síntese de aspetos relativos à segurança estrutural na reabilitação de edifícios com tipologias correntes. Pretende-se, através desta síntese, contribuir para uma visão mais integrada da reabilitação.

Com o crescente consumo de energia elétrica são cada vez mais os países que procuram fontes de energia renovável e limpa, entre elas a eólica. A quantidade de energia produzida é influenciada pela altura das torres, dimensões das pás e potência dos aerogeradores. Quanto maior for a elevação da turbina maiores são a velocidade e estabilidade dos ventos alcançados. A solução de torre treliçada em concreto armado pré-moldado idealizada por Lúcio e Chastre [2] permite a construção de torres altas e é competitiva em relação aos outros sistemas estruturais.As ligações têm uma importância fundamental no comportamento global das estruturas pré-moldadas. A viabilidade da ligação (fácil execução, baixo custo, comportamento/capacidade resistente) é preponderante na viabilização da construção destas torres.Até à data foram estudadas quatro ligações (S1, S2, S3 e S4), sendo neste artigo abordadas apenas as ligações do modelo S3 com junta de 3mm (barras salientes/bainhas corrugadas/selagem com grout) e do modelo S4 com junta de 50 mm (ligações aparafusadas produzidas comercialmente).Através dos resultados experimentais pode-se concluir que o mecanismo de rutura foi o mesmo nos dois modelos e que as soluções estudadas preenchem os requisitos para a sua utilização em estruturas pré-moldadas de concreto armado para suporte de aerogeradores.

An analysis on the effect of the incorporation of coarse recycled concrete aggregates on the bond strength between concrete and embedded steel reinforcement is presented. The model’s uncertainty of the Level I provision of the anchorage length of fib Bulletin 72 on ribbed steel/recycled aggregate concrete bond is quantified. Afterwards, reliability analyses on the bond strength are made and a partial safety factor for the anchorage length of recycled concrete elements is proposed. The model’s uncertainty is evaluated through data from pullout tests, the only type of bond test that has been so far performed extensively on recycled aggregate concrete specimens. The limitations of this test in reproducing the bond of actual structural elements is discussed, and the model’s uncertainty is converted to that of lap splice tests. The bond strength of recycled aggregate concrete design was found to be less reliable than that of natural aggregate concrete, especially in the absence of confining reinforcement. For concrete with full recycled aggregate incorporation, a 25% increase in the anchorage length is proposed. Additional testing on the bond strength of lapped splices or beam-end specimens is recommended.

O dimensionamento de vigas de madeira aos Estados Limites de Utilização (ELUt) tem limites muito apertados tanto para ações de curto prazo como para ações de longo prazo. Uma solução eficiente para este problema passa por aumentar as seções transversais das vigas. Porém, este tipo de solução não só acarreta um aumento de custos como também altera profundamente arquitetura original do edifício abrindo, por conseguinte, uma oportunidade para encontrar outras soluções mais eficientes. Neste sentido, o uso de armaduras de reforço em vigas de madeira pode ser considerado como uma solução promissora uma vez que as estruturas, novas ou velhas, manteriam o aspeto estético original sem introduzir nos elementos reforçados, um aumento significativo do seu peso próprio, melhorando o seu desempenho face a ações de curto e longo prazo. O presente estudo é dedicado à análise de vigas de madeira antigas reforçadas à flexão com materiais compósitos de fibras de carbono, vulgarmente designados na literatura internacional por Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP). Neste trabalho, foram reforçados e ensaiados à flexão pavimentos antigos de madeira tendo-se analisado os respetivos desempenhos aquando da utilização de uma técnica de reforço por colagem tradicional (Externally Bonded Reinforcement - EBR) e aquando da utilização de uma técnica de reforço por colagem inovadora (Continous Reinforcement Embedded at Ends - CREatE). Os ensaios experimentais permitiram verificar que a técnica de colagem inovadora CREatE confere aos pavimentos de madeira uma maior rigidez e resistência face à técnica tradicional conseguindo se mobilizar a totalidade do compósito de CFRP.

Sandstone building stones are important in the building elements of Portuguese monuments, particularly in the western and southern regions. Alveolization due to salt crystallization was the most important degradation pattern found in the old sandstone façades of St. Leonardo’s Church, a Portuguese monument built in Atouguia da Baleia village in the Middle Age. Its sandstone façades have a widespread distribution of deep and large alveolization patterns mainly on portals and vaults that appeared as a result of the past and present vicinity of seashore. In this paper a summary of conservation interventions carried out in the past century in St. Leonardo’s Church is presented, as well as a summary of the studies carried out in the last decade. Then the degradation patterns on the sandstone walls of St. Leonard’s Church are shown and finally the evolution of the alveolization occurred on the sandstone walls over the last sixty to seventy years is analysed. Visual inspection of sandstone walls is compared with a survey performed by laser scanning, which seems to be a powerful technology to carry out 3D geometric modelling of the building elements of stone monuments and also the 3D mapping of stone degradation patterns.

Este artigo avalia se, para especificações de betão correntes, a resistência à compressão de betão pronto é significativamente dependente da central que o produziu, bem como se a variabilidade entre amassaduras de uma determinada composição é dependente da classe de resistência especificada. É apresentado um parâmetro probabilístico que converte a resistência à compressão característica especificada para a resistência à compressão expectável em provetes de betão cúbicos em condições padronizadas.É feita uma análise estatística e probabilística dos resultados de ensaios de resistência à compressão aos 28 dias de betão pronto produzido em três centrais de betão portuguesas durante o ano de 2017. Após a avaliação da representatividade da base de dados analisada, é feito um estudo comparativo dos parâmetros estatísticos dos dados de produção das diferentes centrais e é avaliada a influência da classe de resistência à compressão do betão nestes parâmetros. Define-se e analisa-se um parâmetro probabilístico que converte a resistência à compressão especificada para a resistência potencial de betão, para cubos de 150 mm. Este parâmetro contribui para uma futura proposta de um modelo probabilístico, a ser utilizado em análises de fiabilidade, que converte a resistência à compressão especificada para a resistência à compressão de elementos de betão em obra.Quer a análise estatística dos ensaios de resistência à compressão, quer o parâmetro de conversão são comparados com os resultados de investigações internacionais na área, aferindo-se se a qualidade da produção de betão pronto nacional é semelhante à de outras regiões.

The strengthening of reinforced concrete structures with FRP materials has received a considerable increment in recent years due to their durability characteristics, high strength-weight and stiffness-weight ratios of FRP compared to other materials.An experimental program was conducted in order to analyse the behaviour of different structural solutions to strengthen reinforced concrete beams with carbon FRP composites: EBR (Externally-Bonded Reinforcement), NSM (Near Surface Mounted) reinforcement and an innovative technique externally-bonded using continuous reinforcement embedded at ends (CREatE). The RC beams had a 3m span by 0.3m height and were tested until rupture in a 4-point bending test system.The CREatE technique has proved to be the most effective of the three alternatives tested, with the full utilisation of the CFRP and the highest strength, combined with the highest ductility.

A demanda de energia, faz com que o homem esteja sempre a procura de novas soluções para a sua produção. Uma opção é a energia eólica, por se tratar de uma energia limpa, renovável e inesgotável. Para se evitar a ocupação das terras férteis, é natural a busca de soluções no mar. Portanto, neste trabalho é estudado o comportamento estrutural dinâmico de uma torre treliçada em concreto armado pós-tensionado por tirantes externos idealizada para uso offshore com a finalidade de suporte para turbinas eólicas de eixo horizontal. A torre está sujeita às ações gravitacionais, aerodinâmicas e hidrodinâmicas. Para considerar estas ações desenvolveu-se um código computacional específico usando a linguagem MATLAB. É proposto um modelo simplificado para análise bi-dimensional, utilizando-se elementos de pórtico plano com a finalidade de contornar as dificuldades de uma análise tridimensional. Embora específico para este tipo de torre, o codigo permite variar geometrias, carregamentos e alterações do nível do mar. Nas cargas aerodinâmicas élevado em conta o espectro de Von Karman. As cargas hidrodinâmicas são avaliadas pela equação de Morison. As cargas nodais equivalentes são determinadas por integração ao longo do elemento estrutural de acordo com o proposto por Souza. Os tirantes pós-tensionados são monitorados para não sofrerem esforços de compressão. A análise é realizada no domínio do tempo utilizando-se o algoritmo de integração de Newmark.. Através dos procedimentos adotados foi possível obter resultados para as freqüências, deslocamentose esforços, que se mostraram coerentes com os obtidos por modelos tri dimensionais mais complexos. O código desenvolvido permitiu a análise de forma simples, eficiente e confiável de torres treliçadas de concreto armado.

Nas últimas décadas, os estudos sobre o desempenho de vigas de betão armado (BA) reforçadas com materiais compósitos de matriz polimérica têm aumentado. Porém, muitas dúvidas e questões persistem, fazendo realçar algumas lacunas sobre o conhecimento adquirido. Um desses aspetos reside na forma de modelar a ligação entre o compósito e o betão. É também sabido que a modelação da abertura de fendas no betão (discreta ou distribuída numa banda) influência o desempenho da ligação entre os materiais colados.
Nesse sentido, apresentam-se, neste trabalho, os resultados numéricos obtidos da modelação numérica não-linear a 3D de vigas de BA sujeitas a flexão de 4 pontos. Os resultados numéricos são confrontados com os experimentais e os diferentes parâmetros que influenciam a ligação analisados e discutidos.