Ligações coladas entre barras de aço inox exteriormente coladas a elementos de betão: Análise teórica vs. experimental,
Biscaia, Hugo, Franco Noel, and Chastre Carlos
, TEST&E 2019 - 2º Congresso de Ensaios e Experimentação em Engenharia Civil, 19-20 February 2, ISEP, Porto, Portugal, p.11, (2019)
AbstractOs sistemas de reforço por colagem exterior têm sido alvo de várias abordagens, não só do ponto de vista do tipo de material a utilizar, como também sob o ponto de vista da técnica mais eficiente a seguir. As fibras reforçadas com polímeros (FRP) têm sido, no último par de décadas, alvo de investigação exaustiva, tendo-se verificado que esses sistemas nutrem de ductilidade algo reduzida devido ao descolamento prematuro do material de reforço da superfície de betão. Por conseguinte, o aço inox devidos às suas boas características anticorrosivas e ductilidade apresenta-se como uma alternativa viável aos compósitos de FRP. Assim, com vista a melhorar a ductilidade dos elementos estruturais reforçados, em vez de se recorrer a técnicas de reforço não tradicionais (e.g., Externally Bonded Reinforcement (EBR) ou Near Surface Mounted (NSM)) que estão sempre associadas a roturas prematuras por colagem do elemento de reforço quando a extensão nele instalada está muito aquém do seu valor de rotura, dever-se-á seguir outras técnicas de reforço por colagem. Com vista a interpretar e perceber o desempenho da ligação aço-inox, desenvolveu-se uma campanha experimental em que os ensaios visam em testar e comparar a técnica EBR com uma técnica inovadora e desenvolvida pelos autores (CREatE – Continuous Reinforcement Embedded at Ends) através da realização de ensaios de arrancamento de ligações aço inox/betão. Estes ensaios consistem em aplicar uma força à barra de aço inox segundo uma direção que permite induzir uma rotura da ligação consistente com o Modo II de fratura. A técnica de correlação de imagem digital (DIC) foi utilizada na monitorização de todos estes ensaios tendo-se desenvolvido ainda diferentes modelos, analíticos e numéricos com recurso a um programa de cálculo automático não linear, que permitiram simular os processos de descolamento da ligação aço inox/betão segundo as técnicas EBR e CREatE.
Linear and nonlinear analysis of bond-slip models for interfaces between FRP composites and concrete,
Biscaia, Hugo C., Chastre Carlos, and Silva Manuel A. G.
, Composites Part B: Engineering, Volume 45, Number 1, p.1554-1568, (2013)
AbstractThe paper analyses different analytical and numerical solutions for the debonding process of the FRP-to-concrete interface on shear tests with the FRP plate submitted to a tensile load in one of its ends. From the point of view of the state of the art, two different ways of finding the bond-slip curve from experiments are discussed and analysed. Essentially, three different linear bond-slip models, one exponential model and another power based function are employed in the numerical process. The results are analysed and compared. The differences found in the stress field along the interface, maximum load, maximum slip, ultimate slip, fracture energy and effective bond length are reported. The load-slip behaviour is also presented for the linear and non-linear models herein studied and the influence of the local bond-slip model on the debonding process is discussed. The numerical integration process used on the present study proved to be coherent with the analytical expressions determined for the linear bond-slip models and allowed to verify that maximum load transmittable to the FRP plate is influenced by the square root of the FRP stiffness and fracture energy even when nonlinear bond-slip models are assumed.
Ligações em superfícies curvas entre compósitos de FRP e betão sujeitas a temperaturas elevadas,
Biscaia, Hugo, Chastre Carlos, Silva Manuel, and Franco Noel
, Encontro Nacional Betão Estrutural 2016, 2-4 November 201, FCTUC, Coimbra, Portugal, p.13, (2016)
AbstractO reforço estrutural com materiais de matriz polimérica reforçada com fibras (FRP) em diferentes tipos de elementos estruturais, e.g. pilares, vigas, lajes ou arcos, tem sido objecto de vários estudos. No entanto, os estudos sobre a avaliação da aderência entre ligações coladas em superfícies curvas são muito limitados, não se conhecendo trabalhos, quer analíticos ou numéricos, que se debrucem ainda sobre o efeito da temperatura neste tipo de ligações coladas. Todavia, os trabalhos disponíveis na literatura indicam, de forma unânime, que o descolamento do FRP da superfície curva exige a interacção entre os modos de fractura I e II. Neste sentido, o presente estudo propõe o desenvolvimento de uma solução analítica simples para simular ligações CFRP/betão com superfícies curvas de raio constante e que assumem ambas, isoladamente ou simulataneamente, as acções: (i) aplicação de uma força ao FRP; e (ii) uma a variação de temperatura. Dependendo dos coeficientes de dilatação térmica linear dos materiais colados e para níveis de temperatura não muito superiores à temperatura de transição vítrea (Tg) do FRP, o efeito da temperatura pode ser, do ponto de vista da resistência da ligação, prejudicial ou benéfico, ou seja, pode diminir ou aumentar a capacidade resistente da ligação. Diferentes critérios de rotura são adoptados e diferentes situações, e.g. raio da curva ou diferentes níveis de temperaturas, são abordadas. A solução analítica pressupõe que a lei de aderência relativamente ao modo II de fractura depende da temperatura e é representada por um exponencial, enquanto que para o modo I se assume uma lei de aderência do tipo linear com rotura frágil e cuja influência da temperatura é feita de acordo com os mesmos pressupostos da lei exponencial.