Coauthored Publications with: Chastre

Journal Article

Gião, R, Lúcio V, Chastre C.  2014.  Assessing the behaviour of RC beams subject to significant gravity loads under cyclic loads, 2//. Engineering Structures. 59:512-521., Number 2 AbstractWebsite

Gravity loads can affect a reinforced concrete structure’s response to seismic actions, however, traditional procedures for testing the beam behaviour do not take this effect into consideration. An experimental campaign was carried out in order to assess the influence of the gravity load on RC beam connection to the column subjected to cyclic loading. The experiments included the imposition of a conventional quasi-static test protocol based on the imposition of a reverse cyclic displacement history and of an alternative cyclic test procedure starting from the gravity load effects. The test results are presented, compared and analysed in this paper. The imposition of a cyclic test procedure that included the gravity loads effects on the RC beam ends reproduces the demands on the beams’ critical zones more realistically than the traditional procedure. The consideration of the vertical load effects in the test procedure led to an accumulation of negative (hogging) deformation. This phenomenon is sustained with the behaviour of a portal frame system under cyclic loads subject to a significant level of the vertical load, leading to the formation of unidirectional plastic hinges. In addition, the hysteretic behaviour of the RC beam ends tested was simulated numerically using the nonlinear structural analysis software – OpenSees. The beam–column model simulates the global element behaviour very well, as there is a reasonable approximation to the hysteretic loops obtained experimentally.

Ludovico-Marques, M, Chastre C.  2014.  Effect of consolidation treatments on mechanical behaviour of sandstone, 11/15/. Construction and Building Materials. 70:473-482. AbstractWebsite

Experimental research was carried out about into ethyl silicate applications on sandstone samples. Consolidation was assessed by drilling strength, impregnation depth and also monotonic and cyclic uniaxial compressive tests in order to evaluate the compressive mechanical behaviour of treated sandstone. The stress–strain compression diagrams showed a significant increase in the values of mechanical parameters after consolidation treatments. The difference in compressive strength values between monotonic and cyclic compression disappears after the consolidation treatments. An equation of consolidation effect was obtained from an analytical model by means of compressive behaviour assessed by stress–strain diagrams. These sandstone samples have values of porosity similar to the more weathered variety of sandstone found in facades of monuments in the village of Atouguia da Baleia, in the western region of Portugal. The most important degradation pattern found on sandstone building stones is alveolization caused by salt crystallization since the Middle Ages.

Biscaia, H, Chastre C, Cruz D, Franco N.  2016.  Flexural Strengthening of Old Timber Floors with Laminated Carbon Fiber Reinforced Polymers. Journal of Composites for Construction. :04016073. AbstractWebsite

A set of three old suspended timber floors were flexurally-strengthened with Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) strips in order to investigate the effectiveness of externally bonding FRP to their soffits. The specimens were from an old building and 740 mm-wide bands were transferred to the laboratory in order to be tested in a 4-point bending test. One specimen was tested with no strengthening system and the results obtained were used as reference values for comparison with the specimens those were externally bonded and reinforced (EBR) with CFRP strips. Two similar EBR systems were studied: (i) keeping both ends of the CFRP strips free of any restriction (traditional technique); and (ii) embedding both ends of the CFRP strips into the timber, thus providing a bonding anchorage of the strips (new technique). The installation of the new strengthening system comprises the opening of holes in the timber and the creation of a transition curve between the holes and the timber surface. This transition curve allows a smooth transition of the CFRP laminate between the hole and the timber surface, thus avoiding stress concentrations in this area. After the opening of the holes, the resin is applied inside the hole and on the beam surface, and then the CFRP laminate is mounted. The load-carrying capacity of the specimens, the rupture modes, the strains and bond stress distributions within the CFRP-to-timber interface are presented. A nonlinear numerical simulation of the specimens based on the mid-span cross-sectional equilibrium is also presented. The results showed that the use of the new strengthening system enhances the performance of the specimens when compared with the traditional strengthening system.

Biscaia, HC, Chastre C, Silva C, Franco N.  2018.  Mechanical response of anchored FRP bonded joints: A nonlinear analytical approach, 2018/02/17. Mechanics of Advanced Materials and Structures. 25:238-252., Number 3: Taylor & Francis AbstractWebsite

This article presents a nonlinear analytical solution for the prediction of the full-range debonding response of mechanically anchored, fiber-reinforced polymer (FRP) composites from the substrate. The nonlinear analytical approach predicts, for any monotonic loading history or bonded length, the relative displacements (or slips) between materials, the strains in the FRP composite, the bond stresses within the interface, and the stresses developed in the substrate. The load-slip responses of FRP-to-substrate interfaces with short and long bonded lengths are motives of analysis and discussion. The solutions obtained from the proposed approach are also compared with other experimental results found in the literature.

Chastre, C, Ludovico-Marques M.  2017.  Avaliação dos Portais de Pedra Arenítica da Igreja de São Leonardo Utilizando Testes Não Destrutivos. Mecânica Experimental. 28:47-54. AbstractWebsite

Neste artigo é apresentado um resumo das intervenções de conservação realizadas no século passado e dos estudos e testes não destrutivos realizados na última década na Igreja de São Leonardo na Atouguia da Baleia. Em seguida mostra-se o padrão de degradação que ocorre nos portais de arenito da igreja e é analisada a evolução da alveolização que ocorreu nos portais de arenito ao longo dos últimos sessenta a setenta anos. No final, a inspeção visual dos portais de arenito é comparada com um levantamento realizado através de varrimento por laser 3D.

Faustino, P, Chastre C.  2016.  Flexural strengthening of columns with CFRP composites and stainless steel: Cyclic behavior, 21 September 201. Journal of Structural Engineering. 142:04015136., Number 2 AbstractWebsite

This study presents the testing, completion, and analysis of different external strengthening systems applied to rectangular reinforced concrete columns with rounded corners. The experimental study included confinement strengthening with carbon-fiberreinforcedpolymer (CFRP) sheets, longitudinal strengthening with CFRP laminates and confining CFRP jacket, longitudinal strengtheningwith stainless steel bars and confining CFRP jacket, tested column until reinforcing steel failure, repair and CFRP confining jacket,and longitudinal strengthening with stainless steel bars. The analysis of the experimental results included lateral load-displacement relationship, energy dissipation, ductility, and curvature damage assessment classifications. It was concluded that the use of externallongitudinal strengthening combined with CFRP confinement is effective for enhancing performance and is viable in terms of execution. The load capacity increase due to strengthening reached 36–46% with good ductile behavior (failure was reached at 4.4% drift ratio). Despite some differences between CFRP laminates and stainless steel, all columns presented moderate degrees of damage between 1 and 2% drift ratio and minor damage degree until 1% drift ratio.

Biscaia, H, Chastre C.  2018.  A simple analytical approach for creep analysis of EB-FRP systems. Key Engineering Materials . Abstract

Based on a few experimental results available in the literature, this work presents a simple analytical approach that allows the study of the long-term behaviour of CFRP-to-concrete interfaces under an initial sustaining load. Only the elastic regime is studied, which means that the interfacial maximum bond stress and maximum slip are never exceeded. Therefore, the maximum initial load to be sustained by the joints is limited by its corresponding elastic value. The analytical results provided by the proposed model are compared with some experimental results found in the literature. The results showed strain redistribution throughout the bonded length over the time.

Biscaia, HC, Chastre C, Silva MAG.  2019.  A Simple Method for the Determination of the Bond-Slip Model of Artificially Aged Joints. Journal of Composites for Construction. 23:04019028., Number 4 AbstractWebsite

The durability of adhesively bonded fiber-reinforced polymers (FRP) and concrete substrates has been the subject of recent studies. The degradation of bonded interfaces conjugated with other factors that affect the interface strength may compromise the potentialities of using FRP in externally bonded reinforced (EBR) concrete structures. However, the estimation of the effects of degradation on these bonded interfaces and the analytical methodologies to quantify them are not fully understood. The present work focuses on a local bond-slip model characterized by two parameters for which the values are obtained experimentally. Then, the determination of the local bond-slip relationship of a glass (G) FRP-to-concrete interface can be estimated. The assessment of the degradation of the bonded interface when subjected to cycles of (1) salt fog; (2) wet-dry environments with salt water; (3) temperatures between −10°C and +30°C; and (4) temperatures between +7.5°C and +47.5°C is presented. The results obtained using the proposed bond-slip model led to the conclusion that after 10,000 h of exposure to temperature cycles between −10°C and +30°C, there was a small change in the GFRP-to-concrete interface performance, whereas the effects on the bonded interface for the specimens subjected to temperature cycles between +7.5°C and +47.5°C were far more most severe.

Bras, A, Gião R, Lúcio V, Chastre C.  2013.  Development of an injectable grout for concrete repair and strengthening. Cement and Concrete Composites. AbstractWebsite

This paper deals with the coupled effect of temperature and silica fume addition on rheological, mechanical behaviour and porosity of grouts based on CEMI 42.5R, proportioned with a polycarboxylate-based high range water reducer. Preliminary tests were conducted to focus on the grout best able to fill a fibrous network since the goal of this study was to develop an optimized grout able to be injected in a mat of steel fibers for concrete strengthening. The grout composition was developed based on criteria for fresh state and hardened state properties. For a CEMI 42.5R based grout different high range water reducer dosages (0, 0.2%, 0.4%, 0.5%, 0.7%) and silica fume (SF) dosages (0, 2%, 4%) were tested (as replacement of cement by mass). Rheological measurements were used to investigate the effect of polycarboxylates (PCE) and SF dosage on grout properties, particularly its workability loss, as the mix was to be injected in a matrix of steel fibers for concrete jacketing. The workability behaviour was characterized by the rheological parameters yield stress and plastic viscosity (for different grout temperatures and resting times), as well as the procedures of mini slump cone and funnel flow time. Then, further development focused only on the best grout compositions. The cement substitution by 2% of SF exhibited the best overall behaviour and was considered as the most promising compared to the others compositions tested. Concerning the fresh state analysis, a significant workability loss was detected if grout temperature increased above 35°C. Below this temperature the grout presented a self-levelling behaviour and a life time equal to 45 minutes. In the hardened state, silica fumes increased not only the grout’s porosity but also the grout’s compressive strength at later ages, since the pozzolanic contribution to the compressive strength does not occur until 28 days and beyond.

Ludovico-Marques, M, Chastre C, Vasconcelos G.  2011.  Modelação do comportamento mecânico em compressão de rochas granulares baseada em ensaios não destrutivos e quasi não destrutivos. Mecânica Experimental. :101-110., Number 19 Abstractrev_19_a10.pdfWebsite

No património edificado português as rochas granulares assumem importância relevante nos elementos construtivos presentes no património histórico e cultural, nomeadamente as pedras graníticas e areníticas. Tendo por objectivo a avaliação do comportamento mecânico de rochas granulares presentes no património edificado histórico foi realizado um estudo de investigação experimental sobre amostras dos litótipos seleccionados e que são representativos de rochas presentes no próprio edificado, em termos de propriedades petrográficas, físicas e mecânicas. Neste artigo apresenta-se um modelo analítico definido com base em ensaios experimentais que permite efectuar a simulação do comportamento das rochas em compressão uniaxial (diagramas de tensão-deformação), função de propriedades físicas e mecânicas obtidas através de ensaios não destrutivos e quasi não destrutivos. Este modelo permite desta forma a avaliação do comportamento mecânico de rochas granulares sem afectar a integridade do património histórico.

Biscaia, HC, Chastre C, Silva MAG.  2013.  Modelling GFRP-to-concrete joints with interface finite elements with rupture based on the Mohr-Coulomb criterion, 10//. Construction and Building Materials. 47:261-273. AbstractWebsite

The strengthening of reinforced concrete structures by means of externally bonded fibre reinforced polymers (FRPs) is now routinely considered and applied in the retrofit or strengthening of structures. FRP composites have received a considerable attention from civil engineers in recent years due to the high strength-weight and stiffness/weight ratios when compared to other materials. However, when FRP composites are bonded to a concrete surface, there is a persistent potential problem that the FRP plates may debond prematurely from the concrete. This is a very important issue for the engineers who have to focus on the computational modelling of this phenomenon. Some studies can be found in literature on computational modelling. However, there is very little information about the best modelling of the interface between FRP composites and concrete and this work is intended to help bridge this gap. The computational analysis presented here is based on three-dimensional software which assumes the smeared crack model, and the interface finite elements (FEs) used have a rupture criteria based on the Mohr-Coulomb criterion with tension cut-off. The definition of these FEs was based on double shear tests that were performed specifically for this purpose and they have shown that the debonding phenomenon can be predicted with some accuracy. In total, 10 double shear models were studied and the results were compared with the 21 experimental tests performed. The double shear tests consisted of applying loads to 2 layered GFRP laminates bonded to a 150 mm concrete cube with a bonded area of 150 × 80 mm (length × width). Double shear models with and without a gap interface were considered in order to emphasize the importance of modelling the GFRP-to-concrete interface with interface finite elements. The effect of the concrete strength on the interface performance was also considered. An externally bonded reinforcement (EBR) concrete T-beam strengthened with 2 GFRP layers is presented to illustrate the application of the method. The wet lay-up technique was used for the external reinforcement of a reinforced concrete T-beam and then tested under a four point bending test until rupture. The results are reported and differences between the numerical and the experimental results are discussed.

Magazine Article

Chastre, C.  2017.  CREatE, um sistema inovador de reforço estrutural utilizando compósitos de CFRP, Novembro/Dezembr. Construção Magazine. 80(Julho/Agosto):46-47., Number Novembro/Dezembro AbstractWebsite

A procura de soluções de reforço mais duráveis e de fácil aplicação tem levado à utilização crescente dos compósitos de FRP (Fiber Reinforced Polymer) no reforço de estruturas, dada a sua resistência à corrosão, o baixo quociente peso/resistência mecânica, a sua moldabilidade, a facilidade de aplicação e a eliminação de estruturas de suporte. No reforço estrutural de vigas de betão armado com compósitos de FRP, são tradicionalmente utilizados dois tipos de técnicas: os sistemas em que o laminado é colado pelo exterior (EBR - Externally-Bonded Reinforcement) ou aqueles em que o laminado é inserido em rasgos previamente abertos na camada de recobrimento (NSM - Near Surface Mounted). No entanto, as técnicas utilizadas, o comportamento elástico-linear destes materiais e as roturas tendencialmente frágeis das soluções condicionam a sua utilização em estruturas onde se pretende alguma ductilidade. A técnica de reforço NSM apresenta algumas vantagens em relação à técnica EBR, nomeadamente ao nível da proteção das armaduras [1]. Além disso, o desempenho em termos de ductilidade do sistema e resistência final excede a técnica EBR. Contudo, diversos ensaios experimentais [2-5] têm mostrado que roturas prematuras [6] da ligação na interface ou o destacamento do betão na zona do recobrimento entre a face inferior das armaduras ordinárias e as armaduras de reforço podem limitar significativamente a eficiência do sistema, originando modos de rotura frágeis e desperdício de material por falta de otimização da quantidade de material aplicado [1]. A fim de evitar a rotura prematura das soluções de reforço tradicionais (EBR e NSM), foi concebido na Universidade NOVA um sistema inovador de reforço intitulado CREatE (Continuous Reinforcement Embedded at Ends). O sistema CREatE foi idealizado para ser utilizado com diversos materiais [1, 5] e diferentes elementos estruturais, tais como vigas [1, 3], pilares [7], pavimentos [8], lajes ou paredes, em que é necessário aumentar a sua capacidade resistente através de armaduras pós-instaladas. A solução de reforço CREatE caracteriza-se pela utilização de armaduras contínuas embutidas nas extremidades do elemento estrutural sem o uso de dispositivos mecânicos para as fixar. Antes da ancoragem da armadura de reforço no interior do elemento, é necessário utilizar uma curva de transição suave para al terar a forma da armadura de reforço e evitar a concentração de tensões no la minado de CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) ou na interface e, desta forma, ter um fluxo gradual de tensões transmitidas à zona de ancoragem existente no interior do elemento. Para validar a solução CREatE foi realizada uma campanha de ensaios à flexão de vigas de betão armado com seção em T, uma altura total de 0,3m, um vão livre de 3,0m e reforçadas com laminados de CFRP recorrendo a diferentes técnicas (EBR, NSM e CREatE). As vigas foram testadas à flexão em 4 pontos, tendo-se obtido resultados promissores (Figura 1), com a eliminação na técnica CREatE dos modos de rotura prematuros. Na Figura 2 é possível observar uma viga ensaiada com a técnica CREatE em que se detetam aberturas de fendas significativas sem que se verifique qualquer rotura prematura do sistema. Além da eliminação dos modos de rotura prematuros, os ensaios comprovam que a técnica CREatE permite o incremento da ductilidade (Figura 1) e a exploração total da capacidade do CFRP [1, 3, 5].

Chastre, C.  2018.  Construção, inovação e pré-fabricação em betão, Novembro/Dezembr. Construção Magazine. 88:59-61., Number Novembro/Dezembro AbstractWebsite

Num mundo em constante mutação, as próximas décadas na indústria da construção serão, certamente, muito influenciadas pelos desenvolvimentos nas áreas dos materiais, da informática, do processamento de dados, da industrialização e da automação. A pré-fabricação em betão é, hoje em dia, uma forma de construção segura, económica, durável, sustentável e arquitetonicamente versátil. Trata-se de uma forma industrializada de construção com diversas vantagens, pois permite incorporar, de forma mais rápida, económica, adequada e sustentável, a inovação em materiais, sistemas e processos.A produção em fábrica significa processos de fabrico racionais e eficientes, controlo de qualidade, trabalhadores qualificados, repetição de tarefas, e menor custo de mão-de-obra por m² devido à automação do processo de produção. Deste modo, a industrialização da construção transfere a maioria dos trabalhos do local da obra para a fábrica. As distâncias máximas de transporte por camião deverão variar entre 150 e 350 km, dependendo do tipo de produtos e da rede viária, podendo, em algumas situações, o transporte ser feito por comboio ou por navio, caso em que as distâncias máximas podem aumentar até 2.000 km [3]. Dependendo da acessibilidade do local e da capacidade do sistema de elevação, o processo de montagem em obra deverá ser discutido no início do projeto. Em termos de sustentabilidade, a indústria de pré-fabricação a nível europeu está apostada na redução de 45% de matérias-primas e de 30% do consumo energético. Várias fábricas já reciclam o betão não utilizado e em breve funcionarão num sistema de produção fechado, em que todo os resíduos serão processados e reutilizados [3]. No futuro, o betão pré-fabricado será por excelência o veículo preferido para a introdução dos agregados reciclados na indústria de construção, dado o controlo de qualidade a que é sujeito. O controlo de qualidade na pré-fabricação começa no estudo e preparação do projeto, e continua com a produção das peças de betão e com a entrega e montagem a tempo e horas. O controlo de qualidade durante o processo de fabrico é baseado em quatro pilares fundamentais: pessoas, instalações e equipamentos, matérias-primas e processos de execução, e controlo de qualidade da execução. A maioria das empresas de pré-fabricação possui a certificação ISO-9000.As caraterísticas das estruturas pré-fabricadas permitem adaptá-las, na maioria das situações, às exigências do arquiteto ou do dono de obra, não existindo antagonismo entre a elegância arquitetónica e o aumento da eficiência estrutural (Figura 1). Atualmente, industrialização já não significa um número elevado de peças de betão idênticas, pelo contrário, um processo de produção eficiente pode ser combinado com a mão-de-obra qualificada existente na fábrica, o que permite desenvolver um projeto de arquitetura moderno e sem custos adicionais. A utilização de vãos grandes, sem restrições a possíveis subdivisões com paredes divisórias, permite a flexibilidade do espaço, adaptando-o às necessidades do utilizador, tal como é exigido nos edifícios de escritórios. Quer no passado quer atualmente, a maioria dos edifícios tradicionais são concebidos para uma utilização específica, sem atender a futuras alterações de uso e consequentes remodelações ou demolições. Para obviar a esta desvantagem, a solução passa por fazer uma distinção clara entre a parte estrutural dos edifícios e os acabamentos, possibilitando, desta forma, futuras remodelações sem demolição da estrutura do edifício. Hoje as estruturas pré-fabricadas em betão já são concebidas de acordo com este conceito, dada a capacidade existente nas vigas e pavimentos para vencerem grandes vãos, o que facilita a criação de grandes espaços abertos no interior do edifício. As caraterísticas das lajes alveoladas permitem que as redes de instalações sejam aí incorporadas, e, além disso, pode-se tirar partido da massa térmica do betão da laje para armazenar energia térmica. Os elementos pré-fabricados de betão possibilitam uma ampla variedade de acabamentos, desde superfícies cuidadosamente moldadas até ao betão à vista. Deste modo, o arquiteto dispõe de painéis de fachada, vigas e pilares com formas especiais e com acabamentos de alta qualidade (Figura 2). Além disso, o projetista pode inspecionar e aceitar as peças pré-fabricadas antes de serem transportadas e fixadas no local. Os painéis em betão arquitetónico oferecem uma ampla gama de acabamentos, numa grande variedade de cores e texturas, por exemplo em calcário ou granito, ou através de acabamentos mais complexos em tijoleiras cerâmicas ou em alvenaria de pedra natural ou artificial que seriam extremamente caros se aplicados in situ pelos métodos tradicionais. A pré-fabricação, comparativamente à construção in situ, tem um maior potencial para apresentar estruturas mais económicas, melhor desempenho estrutural e maior durabilidade por causa da otimização dos materiais utilizados, a qual é obtida tendo por base as matérias-primas, os equipamentos de fabricação utilizados e os procedimentos de trabalho cuidadosamente estudados. Os trabalhos de pré-fabricação utilizam equipamento de dosagem e mistura controlados por computador, bem como aditivos e adjuvantes na mistura para obter os desempenhos mecânicos pretendidos. A betonagem e a vibração do betão são realizadas com condições de trabalho e equipamentos ideais. O teor de água pode ser reduzido ao mínimo e a cura também ocorre em circunstâncias controladas. A classe do betão utilizada pode ser adequada às exigências de cada tipo de elemento, de forma a otimizar o uso de materiais mais caros. O betão pré-fabricado oferece uma liberdade de ação considerável para a melhoria da eficiência estrutural, permitindo produtos mais esbeltos e um uso otimizado dos materiais. Maiores vãos e menores alturas úteis podem ser obtidos através da utilização do pré-esforço em vigas e pavimentos. O pré-esforço é frequentemente utilizado na pré-fabricação devido às pistas de pré-tensão existentes e aos fios de pré-esforço serem ancorados por aderência. O betão pré-fabricado pré-esforçado proporciona todas as vantagens construtivas do betão pré-esforçado, mas também a economia na fabricação, devido à reduzida mão-de-obra e à ausência de dispositivos de ancoragem dispendiosos. Outra vantagem do betão pré-fabricado é a melhoria da durabilidade. Contudo, os melhores benefícios são obtidos para os elementos verticais, especialmente para os pilares, onde a capacidade de carga pode aumentar entre 100% a 150% quando a resistência do betão passa de 30 para 90 MPa [3]. As estruturas pré-fabricadas em betão armado e pré-esforçado apresentam, normalmente, uma resistência ao fogo de 60 a 120 minutos ou mais [3]. Atualmente os betões de alto desempenho já são utilizados em algumas estruturas pré-fabricadas e no futuro próximo, em especial em zonas com alguma agressividade ambiental, o betão pré-fabricado verá as armaduras de aço substituídas por armaduras de matérias compósitos. O desempenho das estruturas pré-fabricadas tem sido analisado face a sismos de diferentes intensidades, tendo a maioria registado um bom desempenho, enquanto outras, em especial as mais antigas, mostraram algumas deficiências. A investigação a nível internacional dai resultante, tem sido particularmente útil para melhorar a pormenorização das ligações das estruturas pré-fabricadas, bem como para avaliar a ductilidade geral destas estruturas (que mostrou ser bastante comparável à das estruturas construídas in situ), ajudando assim a definir fatores de comportamento adequados [4].Na última década a Comissão 6 da pré-fabricação, da Federação Internacional do Betão (fib) publicou um conjunto de relatórios técnicos [1-5] sobre edifícios pré-fabricados, dedicados em especial às ligações estruturais [1], às ações acidentais [2], aos painéis sandwich [5], ao projeto de estruturas pré-fabricadas em geral [3] e ao projeto de edifícios em zonas sísmicas [4], onde estes temas são abordados em detalhe e que podem ser uma mais-valia para todos os que se queiram dedicar a esta temática.

Chastre, C.  2018.  Ductilidade e resistência no reforço de pilares de betão armado sem aumento de secção, Março/Abril de 2. Construção Magazine. 84:48-49., Number Março/Abril AbstractWebsite

O aumento da resistência e/ou da ductilidade é um objetivo primordial quando se procede ao reforço de pilares. Um método bastante eficaz de aumentar a ductilidade, particularmente em regiões sísmicas, é através do encamisamento com coletes de FRP, uma vez que esta técnica permite uma diminuição da deformação transversal do pilar e a limitação da encurvadura das armaduras longitudinais, aumentando consequentemente a ductilidade do mesmo. Diversos ensaios experimentais permitiram detetar que os incrementos são maiores em secções circulares do que em secções quadradas ou retangulares [1, 2]. A atenuação deste efeito é obtida através do arredondamento dos cantos nos pilares de secção retangular. Contudo, o encamisamento com coletes de FRP, por si só, não aumenta significativamente a resistência do pilar à flexão composta. Para que isso aconteça e se mantenha um nível elevado de ductilidade, é necessário adicionar armaduras longitudinais à armadura do pilar e posteriormente proceder ao encamisamento com colete de FRP. Uma forma muito eficiente de o conseguir, mantendo a seção transversal do pilar, é utilizando o sistema CREatE (Continuous Reinforcement Embedded at Ends) desenvolvido na Universidade NOVA e já anteriormente apresentado nesta coluna, na edição de Junho/Agosto de 2017 [3], para o caso do reforço de vigas. O sistema CREatE foi idealizado para ser utilizado com diversos materiais e diferentes elementos estruturais [4-7], em que é necessário aumentar a sua capacidade resistente através de armaduras pós-instaladas, caracterizando-se pela utilização de armaduras contínuas embutidas nas extremidades do elemento estrutural sem o uso de dispositivos mecânicos para as fixar. Antes da ancoragem da armadura de reforço no interior do elemento, é necessário utilizar uma curva de transição suave para alterar a forma da armadura de reforço e evitar a ocorrência de concentrações de tensões na armadura ou na interface [4, 7, 8]. Este conceito foi aplicado no reforço de pilares realizado no âmbito da tese de doutoramento de Faustino Marques [9].Na Figura 1 é possível observar dois pilares de seção retangular (20x40cm2) encamisados com coletes de 3 camadas de CFRP (200gr/m2) em que foi utilizado o sistema CREatE com armaduras pós-instaladas de aço inox (2x20x5mm2) ou de laminados de CFRP (2x(10+20)×1.4 mm2/face) para reforço longitudinal [7, 8]. Na Figura 2 pode observar-se os resultados dos ensaios experimentais de um conjunto de pilares de seção retangulares sujeitos a esforço axial e a ações horizontais cíclicas. O pilar P11 é o de referência pois, não foi reforçado, enquanto os pilares P12, P15 e P16 foram encamisados com coletes de 3 camadas de CFRP e nos pilares P15 e P16 foi utilizado adicionalmente o sistema CREatE com armaduras pós-instaladas de aço inox (P15) ou de laminados de CFRP (P16) para reforço longitudinal [7]. Na Figura 3 mostra-se a envolvente dos diagramas Força-Deslocamento dos ensaios dos diferentes pilares de seção retangular (P11; P12; P15 e P16), sendo possível de constatar um excelente desempenho não só em termos de ductilidade (incremento de 67%) como de resistência (incrementos entre 29% e 43%, para drifts entre 2 e 4%) dos pilares reforçados com o sistema CREatE relativamente ao pilar de referência não reforçado.

Lúcio, V, Chastre C.  2014.  Precast concrete wind tower structures. Historic development, current development and future potential, June 2014. CPI - Concrete Plant International, 3. :110-115., Number 3 Abstractcpi_03-2014_p144-149.pdfWebsite

The wind energy production is a growing industry and the energy produced is renewable and environmentally cleaner than most of the energy production systems. The supports of the wind energy generators may be built with precast concrete elements. The precast solutions for these structures are competitive in comparison to other structural systems. The evolution of the technology for wind energy production shows a clear need for larger wind turbines and longer blades and, consequently, taller towers. The experience also shows that precast concrete solutions increase their competitiveness as the tower height increases. Offshore wind farms have some advantages in relation to onshore ones, which explains recent investments in this area. Also in this case, the durability of concrete in the sea when compared to steel, gives advantages to precast concrete in relation to other structural solutions. This paper shows the evolution of the supports of the wind energy generators and the advantages of the use of precast concrete towers.


Chastre, C, Mendonça P.  2017.  2017 International Conference on Building Materials and Materials Engineering - ICBMM 2017, September 21-23,. 264:159., Lyon, France: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering Abstract
Salcedo Hernández, JC, Fortea Luna M, Lauria A, Rovero L, Tonietti U, Chastre C, González Jiménez L, Matas Casco M, Saumell Lladó J.  2017.  Cáceres-Florencia, patrimonio vivo: Ensayos técnico-arquitectónicos. Suplementos de Investigación en Construcciones Arquitectónicas . 3(Salcedo, José-Carlos, Ed.).:156., Cáceres: Grupo de Investigación de Construcciones Arquitectónicas de la Universidad de Extremadura Abstract
Chastre, C, Mendonça P.  2019.  2nd International Conference on Building Materials and Materials Engineering - ICBMM 2018, September 26-28,. 278:168., Lisbon, Portugal: MATEC Web of Conferences Abstract


Almeida, G, Melicio F, Chastre C, Fonseca J.  2011.  Displacement measurements with ARPS in T-beams load tests. 349 AICT:286-293. Abstract

The measurement of deformations, displacements, strain fields and surface defects in many material tests in Civil Engineering is a very important issue. However, these measurements require complex and expensive equipment and the calibration process is difficult and time consuming. Image processing could be a major improvement, because a simple camera makes the data acquisition and the analysis of the entire area of the material under study without requiring any other equipment like in the traditional method. Digital image correlation (DIC) is a method that examines consecutive images, taken during the deformation period, and detects the movements based on a mathematical correlation algorithm. In this paper, block-matching algorithms are used in order to compare the results from image processing and the data obtained with linear voltage displacement transducer (LVDT) sensors during laboratorial load tests of T-beams. © 2011 IFIP International Federation for Information Processing.