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Title in Portuguese: Estudo experimental de vigas de concreto armado reforçadas à flexão com polímero reforçado com fibra de carbono
Title: Experimental study of reinforced concrete beams strengthened in bending with carbon fiber reinforced polymer
Author: Vieira, Mylene de Melo
Advisor(s): Cabral, Antonio Eduardo Bezerra
Co-advisor(s): Mont'Alverne, Alexandre Miranda
Keywords: Engenharia de estruturas
Vigas de concreto
Estruturas de concreto - Manutenção e reparos
Issue Date: 30-May-2014
Citation: VIEIRA, M. M. Estudo experimental de vigas de concreto armado reforçadas à flexão com polímero reforçado com fibra de carbono. 2014. 222 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.
Abstract in Portuguese: As estruturas de concreto armado, quando convenientemente projetadas e executadas têm sua vida útil prolongada, porém, a falta de manutenção adequada, as solicitações de cargas superiores às de projeto, as manifestações patológicas devido ao meio ambiente agressivo e a ocorrência de acidentes podem comprometer o desempenho da estrutura exigindo a necessidade de uma recuperação ou reforço estrutural. A técnica de reforço estrutural com a aplicação de polímeros reforçados com fibra de carbono (PRFC) colados externamente a peças de concreto armado apresenta vantagens como a rápida execução que, somada a características do compósito como alto módulo de elasticidade fazem largo o seu uso. O objetivo desse trabalho é analisar através de um programa experimental o comportamento estrutural de vigas de concreto armado reforçadas à flexão com PRFC. A metodologia utilizada foi a produção de três grupos de vigas de concreto armado, com a mesma dimensão de seção transversal retangular para ensaio à flexão. O primeiro grupo, denominado grupo VA, foi dimensionado com seção normalmente armada. O segundo e terceiro grupo de vigas, aqui denominados grupo VB e grupo VC, respectivamente, foram dimensionados com seção subarmada, com taxas de armaduras distintas. Cada grupo possuía cinco vigas, sendo que, uma viga não foi reforçada (de referência) e as demais vigas foram reforçadas com duas, três, quatro e cinco camadas de fibra de carbono. Os ensaios experimentais comprovaram a eficiência do reforço, constatando-se um aumento de rigidez de todas as vigas reforçadas. Observou-se também o aumento da capacidade resistente em todos os grupos de vigas, variando entre 9,11% e 16,69%, 55,14% e 86,83%, 89,46% e 126,18%, das vigas dos grupos VA, VB e VC, respectivamente, em relação à viga de referência de cada grupo. O estudo demonstrou o excelente desempenho do reforço à flexão com fibra de carbono, especialmente nas vigas com menores taxas de armadura (grupo VC), além de reunir uma série de informações que podem ser úteis para critérios de projeto de estruturas recuperadas e reforçadas.
Abstract: The reinforced concrete structures, when properly designed and performed, have prolonged its life. However, the lack of proper maintenance, acting loads greater than the design ones, pathological manifestations due to aggressive environment and accidents can impair the performance of the structure requiring the need for repair or structural strengthening. The technique of structural strengthening with application of carbon fiber reinforced polymer (CFRP), bonded externally to the reinforced concrete has advantages such as fast execution, which added to the characteristics of the composite as a high modulus of elasticity make wide its use. The aim of this study is to analyze through an experimental program the structural behavior of reinforced concrete beams strengthened in bending with CFRP. The methodology used was the production of three groups of five RC beams each one, with the same dimension of rectangular cross section, for bending test. The first group of beams was called VA. The second and third groups, called VB and VC and had different ratio of reinforcement. In each group of five beams, one beam was not strengthened (reference beam) and the remaining beams were strengthened with two, three, four and five layers of carbon fiber. The experimental results indicate the efficiency of strengthening, noting an increase in stiffness in all strengthened beams. The increase of load capacity was also observed in all groups of beams varying between 9,11% and 16,69%, 55,14% and 86,83%, 89,46% and 126,18%, of the beams of group VA, VB and VC, respectively in relation to the reference beam of each group. Of the carried through study was observed the excellent performance of strengthening in bending with carbon fiber especially in beams with the lowest ratios of reinforcement (group C), besides gathering a lot of information that can be useful for design criteria of the recovered and strengthened structures.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/11519
metadata.dc.type: Dissertação
Appears in Collections:DECC - Dissertações defendidas na UFC

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