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Análise experimental de vigas “T” em concreto armado reforçadas à flexão com FRP submetidas a carregamentos pseudo-éstáticos e cíclicos
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/902893
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Melo, Guilherme Sales Soares de Azevedo | - |
| Autor(es): dc.creator | Silva Filho, José Neres da | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2024-10-23T16:13:24Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2024-10-23T16:13:24Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2020-03-20 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2020-03-20 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2020-03-20 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2005-05-27 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://repositorio.unb.br/handle/10482/37111 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/902893 | - |
| Descrição: dc.description | Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2005. | - |
| Descrição: dc.description | O objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento estrutural de vigas “T” em concreto armado reforçadas à flexão com FRP (Fiber Reinforced Polymer). Dois sistemas de reforço foram utilizados: o NSM (Near Surface Mounted) onde o FRP foi colado dentro de ranhuras executadas na superfície das vigas e o EB (Externally Bonded) onde o FRP foi fixado externamente à superfície do concreto. Para o reforço das vigas foram utilizadas barras, tiras e mantas de CFRP, e barras e tiras de GFRP. Foram ensaiadas no Laboratório de Estruturas da Universidade do Estado da Carolina do Norte (NCSU - EUA) dezoito vigas em concreto armado simplesmente apoiadas e submetidas a carregamentos no meio do vão. Dezesseis vigas foram reforçadas com FRP, sendo nove com carregamentos pseudo-estáticos (Grupos G1 e G2) e as outras sete com carregamentos pseudo-estáticos e cíclicos com uma freqüência padrão de 3 Hz (Grupos G3 e G4). As duas vigas restantes, não reforçadas, foram utilizadas como referências para as demais. A efetividade do sistema de reforço colado internamente (NSM) foi comparada com o sistema de reforço colado externamente (EB). O comportamento antes e depois da abertura de fissuras, as cargas últimas, os modos de ruptura, as flechas e as deformações dos materiais foram discutidos e comparados com os valores obtidos analiticamente e via Método dos Elementos Finitos (MEF). Os resultados mostraram que nas vigas submetidas a carregamentos pseudo-estáticos, os sistemas NSM e o EB aumentaram a capacidade última à flexão das vigas em 98 % e 40 %, respectivamente, quando comparada com a viga de referência (SB0) sem reforço. O sistema NSM promoveu um aumento significativo na ductilidade das vigas quando comparado com o EB. O viii modo de ruptura observado para as vigas reforçadas com o sistema EB foi caracterizado pelo descolamento prematuro do FRP com as vigas ruindo para cargas inferiores às registradas com o sistema NSM. As vigas reforçadas com o sistema NSM CFRP resistiram aos 3 milhões de ciclos sendo posteriormente levadas à ruptura com a aplicação de carregamentos pseudo-estáticos. No entanto, na viga reforçada utilizando o mesmo sistema NSM mas com o material GFRP, a ruptura se deu após a aplicação de 440396 ciclos. Em todas as vigas com o reforço colado externamente (EB) a ruptura ocorreu durante a aplicação do carregamento cíclico devido ao descolamento prematuro do material FRP. As cargas últimas experimentais das vigas reforçadas com o compósito colado internamente (NSM) foram entre 42% e 100% superiores aos valores obtidos utilizando a formulação proposta pelo ACI 440.1R (2002) para a consideração de barras de FRP em substituição às armaduras de flexão. As melhores estimativas para as vigas com os reforços colados externamente (EB) foram apresentadas pelo boletim 14 do fib (CEB-FIP), que tem uma metodologia de cálculo especifica para esse tipo de reforço. O modelo utilizado para a determinação das flechas para as vigas reforçadas internamente e externamente, adaptado do modelo proposto por Ross et al. (1999), apresentou estimativas razoáveis para as flechas das vigas ensaiadas nesta pesquisa. Por fim, com relação à utilização do programa ANSYS, as estimativas encontradas foram boas, embora a não-linearidade das vigas reforçadas tenha gerado problemas relacionados com a convergência do modelo. | - |
| Descrição: dc.description | This research program investigates the structural performance of reinforced concrete T-beams strengthened in flexure using FRP (Fiber Reinforced Polymer). Two different strengthening systems were used: NSM (Near Surface Mounted) that consists of placing FRP into precut grooves into the concrete cover and EB (Externally Bonded) that consists of placing FRP bonded directly on the concrete surface. The FRP reinforcement used included carbon-fiber-reinforcedpolymer (CFRP) bars, sheets and strips, and glass-fiber-reinforced-polymer (GFRP) bars and strips. A total of eighteen, simply supported, 2700 mm long, concrete T-beams were tested. Two beams were used as control specimens. Nine beams were strengthened and tested under a monotonically increasing concentrated load applied at midspan and the seven remaining were strengthened and loaded by applying a sinusoidal loading pattern at a rate of 3 Hz. The effectiveness of NSM FRP system was compared to EB FRP system. The structural performance, strength and stiffness degradation of the beams subjected to cyclic loading, were examined and compared to similar beams tested under static loading. The behavior prior to and after cracking, ultimate carrying capacity, modes of failure, and fatigue life of all tested beams were discussed and compared with the values obtained analytically and via Finite Element Method (FEM). Test results showed that NSM FRP and EB FRP systems increased the flexural ultimate strength by 98 % and 40 %, respectively, compared to the unstrengthened beam. The NSM technique provided a significant increase of the overall ductility of the member when compared to EB x technique. FRP-rupture and FRP-epoxy-split failure were failure mode of the NSM FRP strengthened beams. Failure of the beams strengthened with EB FRP was due to debonding between the FRP and the concrete at a load level significantly lower than that of the beams strengthened with NSM FRP. NSM CFRP strengthened beams withstood 3 million cycles, and were tested up to failure under a monotonically increasing load. However, the beam using the same technique, but GFRP strengthening bar, failed after 440396 cycles due to rupture of the GFRP bar. All the EB CFRP strengthened beams failed prematurely during the cyclic loading due to FRP debonding. The ultimate loads of the NSM strengthened beams were 42 % to 100 % higher than the values using ACI 440.1R (2002) for the design of concrete reinforced with FRP bars. The best results for the EB strengthened beams were obtained by fib (CEB-FIP). The proposed method to estimate beam deflection for the NSM and EB strengthened beams based on Ross et al. (1999) proposal, correlated well with the test results. A numerical study was carried out to model the beams using the finite element program ANSYS. The numerical results showed good agreement with the experimental values, although it was found that the convergence of solutions for the models was difficult to achieve due to the nonlinear behavior of the reinforced concrete | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Direitos: dc.rights | Acesso restrito | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Concreto armado | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Vigas | - |
| Título: dc.title | Análise experimental de vigas “T” em concreto armado reforçadas à flexão com FRP submetidas a carregamentos pseudo-éstáticos e cíclicos | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional – UNB | |
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