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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) 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.

Comportamento às acções cíclicas de pilares de betão armado reforçados com materiais compósitos, Chastre Rodrigues, C. , Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade NOVA de Lisboa, Lisboa, (2005) Abstract

This thesis deals with the analysis of the behaviour of retrofitting reinforced concrete circular columns with FRP materials which were subjected either to axial cyclic compression or axial compression and alternated cyclic horizontal loads. The choice of this topic derived from the need to investigate the behaviour of the strengthening of reinforced concrete columns to seismic actions, especially with new materials such as carbon and glass fibres or polymeric mortars. Another reason for such choice is linked to the strong seismicity of the Portuguese territory.
It has been verified that confined concrete columns with FRP jackets have their resistance and ductility highly increased as these considerably reduce the columns transversal deformation, thus preventing the buckling of longitudinal reinforcement. There has been an increasing use of FRP composites in the strengthening of structures, mainly with GFRP (Glass Fibre Reinforced Plastics) or CFRP (Carbon Fibre Reinforced Plastics). This is due to their attractive characteristics such as high resistance to corrosion, lowratio for weight/strength, moldability, easy application and the fact that there is no need of support structures.
Forty-five experimental tests were carried out, dealing with retrofitting reinforced concrete columns with axial monotonic or cyclic compression reinforced with FRP composites. The column height of 750 mm was maintained in order to evaluate the influence of several parameters in its behaviour: the column geometry (change in its diameter), the type of column (plain or reinforced concrete), transversal reinforcement ratio of concrete columns, the type of external confinement with FRP (C or GFRP), the number of FRP layers and the type of axial loading (monotonic or cyclic).
Twelve additional experimental tests were conducted in order to analyse the behaviour of reinforced concrete columns jacketed with FRP composites and subjected to axial cyclic compression and alternated cyclic horizontal loads. The columns’ dimension was maintained (1500 mm height by 250 mm diameter) and the models were subjected to a series of cyclic and alternated loadings. This enabled the study of the various parameters’ influence in their behaviour such as the type of FRP confinement, the number of FRP layers, the level of axial loading, the jacket’s height or the strengthening of the plastic hinge by replacing the cover concrete with polymeric mortar.
Based on the numerical models presented and experimental analysis carried out, models were proposed and developed to simulate the behaviour of columns jacketed with FRP composites.