Capacidade de carga em vigas de concreto armado reforçadas com perfis de aço laminado

Abstract

Resumo: O reforço estrutural é utilizado para o aumento da capacidade portante da estrutura de forma que a mesma possa ser submetida a esforços maiores que os projetados inicialmente. Quando se trata de reforço em vigas de concreto armado com armaduras externas aderidas com adesivo epóxi, pesquisadores como Bresson (1971), Charif (1983),Van Gemert (1990), Ziraba (1993) e Appleton (1997) contribuíram expressivamente no aprimoramento dos cálculos de dimensionamento. Contudo, estas formulações são válidas para vigas simples, nas quais são válidas a Hipótese de Bernoulli. Vigas em regiões de descontinuidade (Regiões D), no caso de vigas-parede, são estruturas nas quais as tensões de cisalhamentos são preponderantes e o seu comportamento difere-se muito da Teoria de Vigas. Diante disto, esta pesquisa propôs a elaboração de rotina de cálculo para a verificação da capacidade de carga e dimensionamento de reforço à flexão de uma seção em concreto armado, com o uso de perfis de aço laminados, aderidos externamente, tanto para vigas em Regiões B, quanto para vigas-parede. Ensaios experimentais foram realizados com o intuito de verificar o comportamento de uma viga-parede reforçada, na qual o dimensionamento foi baseado na Teoria de Vigas. Prevendo-se a carga de ruptura pelo Método das Bielas, chegou-se a resultados mais próximos dos experimentais. Nestes ensaios laboratoriais, foi constatada a efetividade no aumento da resistência à tração, no controle de fissuração e no aumento da rigidez pelo reforço à flexão com perfis metálicos aderidos externamente

Abstract: Structural strengthening is used to increase the load bearing capacity of the structure when it can be solicitated to greater stresses than initially designed. Researchers such as Bresson (1971), Charif (1983), Van Gemert (1990), Ziraba (1993) and Appleton (1997) have contributed significantly to the design of strengthening RC beams with externally bonded plates. However, these formulations are valid for single beams, in which the Bernoulli’s Hypothesis is valid. Beams in regions of discontinuity (D Regions), such as deep-beam, are structures in which the shear stresses are preponderant and their behavior differs from the Beam Theory. In view of this, this research proposed the elaboration of a calculation routine for the verification of the load capacity and design of flexural strengthening reinforced concrete beams externally bonded with rolled steel profiles, both for beams in B Regions, and for deep-beam. In order to verify the behavior of a deep-beam, whose external reinforcement was dimensioned according to Beams Theory, experimental tests were performed, and found different modes of ruin than those calculated. Predicting the rupture load by the Strut-and-Tie Model, we came to results closer to the experimental ones. In these laboratory tests, it was verified the effectiveness in the increase of the tensile strength, in the control of cracking and in the increase of the stiffness by the flexural strengthening with metallic profiles adhered externally