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 ligação pilar-fundação tem um papel fundamental no comportamento das estruturas pré-fabricadas,
em particular, na presença de acções horizontais, como a acção dos sismos e do vento. Um dos sistemas de ligação pilar-fundação usados em estruturas pré-fabricadas consiste em deixar na extremidade inferior dos pilares armaduras salientes que são introduzidas em negativos executados nas fundações, sejam elas sapatas ou maciços de encabeçamento de estacas. Estes negativos são posteriormente injectados com “grout” para garantir a ligação. Foram estudados diferentes soluções de negativos para ligação das armaduras do pilar na fundação. Foram realizados ensaios monotónicos e cíclicos, para analisar não só o comportamento às acções estáticas mas também para a acção sísmica. No presente trabalho apresentam-se os resultados obtidos com a análise experimental efectuada. O estudo realizado permite apresentar recomendações para projecto e quais os tipos de ligações com melhor desempenho.

Fiber reinforced polymers (FRP) are often used to strengthen RC structures.
Despite intense research, durability of reinforced concrete (RC) retrofitted with FRP remains insufficiently known. Long time behavior of the bond laminate-concrete, in flexural strengthening, under environmental action is not well known, conditioning Codes and engineers. An experimental program that subjected RC beams, externally reinforced with Glass FRP (GFRP) strips, to temperature and salt water cycles, for up to 10000h is reported.
At selected intermediate times, the RC beams were loaded to failure in bending. Rupture took place, normally, by tensile failure of concrete at a short distance from the interface with GFRP. The results showed that freeze-thaw cycles were the most severe of the environmental
conditions. The study also generated also non-linear bond-slip relationships from the experimental data. Numerical modeling has been undertaken, based on a commercial code.
The model is based on smeared cracking. Parameters needed for the characterization, namely cohesion and friction angle, were obtained from shear tests conceived for the effect.

A ligação pilar-fundação tem um papel fundamental no comportamento das estruturas pré-fabricadas, em particular, na presença de acções horizontais, como a acção dos sismos e do vento, que introduzem esforços elevados na base dos pilares. Um dos sistemas de ligação pilar-fundação usados em estruturas pré-fabricadas consiste em deixar na extremidade inferior dos pilares armaduras salientes que são introduzidas em negativos executados nas fundações. Estes negativos são posteriormente injectados com grout para garantir a ligação. No presente trabalho foram estudadas diferentes soluções de negativos para ligação das armaduras do pilar à fundação, tendo sido realizados ensaios monotónicos para analisar o seu comportamento. Nesta comunicação apresentam-se e discutem-se os resultados obtidos da análise experimental efectuada.

This paper evaluates and compares the statistics of compressive strength data from three Portuguese ready-mixed concrete plants. A hierarchical model showed that different groups of concrete strength records are not statistically equivalent, even if they were produced in the same plant and using the same concrete composition. This finding is related to autocorrelation. For the same specified strength class, compositions produced less often result in higher average compressive strength and variability. The statistics of one of the plants were quite different from those of the others, even though the concrete of this plant also complied with the specifications. It was found that the average compressive strength of a mix may be quite dependent on the plant that produced it, even if the compressive strength complies with quality control specifications. Conformity with the target slump and strength class was checked following the conformity criteria of EN 206-1 for continuous production. Nonconformity with slump is more frequent than failure to comply with the strength class. A bias factor for reliability analyses was proposed.

The enhancement of the mechanical behaviour of reinforced concrete (RC) columns with regard to axial compression is an up-to-date concern, namely if the strengthening of existing structures is to be considered. In view of this, external confinement with FRP systems has been tested in order to become a feasible technique, since it seems to have important advantages over other systems such as its high strength and stiffness in relation to weight and its improvement of strength and ductility while confining RC columns. Square columns confined with FRP show a more complex interpretation of their behaviour, when compared to circular columns. Accordingly, the present work includes the analysis of two experimental programs regarding axial compression on CFRP confined RC columns: one on circular and square specimens with different corner radii; the other on square specimens with side lengths ranging from medium to large. Based on this, modelling equations are proposed to predict maximum axial load, axial strain and lateral strain, as well as the entire behaviour until failure with curves of axial load-axial strain and axial load-lateral strain. The modelling results show that the analytical curves are in general agreement with the presented experimental curves for a wide range of dimensions.