Ductilidade e resistência no reforço de pilares de betão armado sem aumento de secção
- Citation:
- Ductilidade e resistência no reforço de pilares de betão armado sem aumento de secção, Chastre, Carlos , Construção Magazine, Março/Abril de 2, Volume 84, Number Março/Abril, p.48-49, (2018) copy at https://docentes.fct.unl.pt/cmcr/publications/ductilidade-e-resistencia-no-reforco-de-pilares-de-betao-armado-sem-aumento-de-sec
Abstract:
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.
Notes:
REFERÊNCIAS
1. Chastre, C. and M.A.G. Silva, Monotonic axial behavior and modelling of RC circular columns confined with CFRP. Engineering Structures, 2010. 32(8): p. 2268-2277.
2. Faustino, P., C. Chastre, and R. Paula, Design model for square RC columns under compression confined with CFRP. Composites Part B: Engineering, 2014. 57: p. 187-198.
3. Chastre, C., CREatE, um sistema inovador de reforço estrutural utilizando compósitos de CFRP, in Construção Magazine. 2017. p. 46-47.
4. Chastre, C., H. Biscaia, and N. Franco, Reforço de Vigas de Betão Armado com Armaduras Pós‑Instaladas de Aço Inox ou de Compósitos de FRP. Mecânica Experimental, 2017. 28: p. 39-46.
5. Chastre, C., et al., Experimental Analysis of Reinforced Concrete Beams Strengthened with Innovative Techniques, in 41th IAHS Word Congress of Housing. Sustainability and Innovation for the Future. 2016: Albufeira, Portugal. p. 10.6. Biscaia, H.C., et al., Flexural Strengthening of Old Timber Floors with Laminated Carbon Fiber-Reinforced Polymers. Journal of Composites for Construction, 2017. 21(1): p. 04016073.
7. Faustino, P. and C. Chastre, Flexural Strengthening of Columns with CFRP Composites and Stainless Steel: Cyclic Behavior. Journal of Structural Engineering, 2016. 142(2): p. 04015136.8. Faustino, P. and C. Chastre, Damage Effect on Concrete Columns Confined with Carbon Composites. ACI Structural Journal, 2016. 113(5): p. 951-692.
9. Faustino Marques, P., Strengthening to seismic action of reinforced columns with rectangular cross-section. Tese de Doutoramento, Universidade NOVA de Lisboa, Caparica, 2015.