Efeito do substrato de transição sobre o reforço à flexão de vigas de concreto armado com cantoneiras metálicas

Abstract

RESUMO: O reforço estrutural tem a finalidade de promover o aumento da capacidade de carga de uma estrutura. Modificação da utilização de uma edificação, remoção de elementos estruturais, não conformidade dos requisitos de resistência dos materiais e erros de execução são alguns dos motivos que culminam com a aplicação de reforço numa estrutura. Há diferentes técnicas disponíveis para o reforço de elementos estruturais. Entre elas, a técnica da aderência de chapas de aço apresenta a vantagem da facilidade de execução e a alteração mínima na geometria do elemento estrutural. Todavia, as pesquisas têm revelado que a aderência de chapas de aço à vigas de concreto armado está sujeita ao mecanismo de peeling prematuro da chapa, extremamente indesejável, pois antecipa a ruína da peça reforçada. Nascimento (2017) também constatou a impossibilidade de mobilizar toda a capacidade resistente dos elementos reforçados em virtude da presença de ruínas prematuras. Nesse sentido, dando-se sequência aos estudos de Nascimento (2017) e aplicando-se o conceito do substrato de transição, estudado por Ferrari et al. (2013), foi analisado o efeito da influência da reconstituição do banzo tracionado de vigotas sobre o comportamento à flexão do elemento reforçado. Para tanto foram moldadas vigotas de concreto armado de seção 150 x 150 mm e 750 mm de comprimento que foram submetidas a ensaios de flexão em quatro pontos. Em algumas vigotas, previamente a execução do reforço, o banzo tracionado foi removido e reconstituído por meio da aplicação de compósito cimentício reforçado com fibras. Foram aplicados dois diferentes compósitos cimentícios já desenvolvidos em outras pesquisas. Tais materiais foram escolhidos com a premissa de que o desempenho das vigotas reforçadas possa ser potencializado por meio de ganho de tenacidade promovido pelo controle da fissuração no banzo tracionado junto ao perfil metálico. Também efetuou-se uma análise de previsão de carga analítica de peeling, baseados em modelos já consagrados, e de carga última as luzes do Modelo de Viga com preceitos da ABNT NBR 6118 (2014). Os resultados demostraram que houve uma melhora no comportamento à flexão das vigotas reforçadas com os compósitos cimentícios, cerca de 37,0 % de aumento de carga crítica no melhor cenário. Os modelos de previsão de carga de peeling são satisfatórios para os grupos reforçados com CRF, com erros da ordem de 17,0% para Oehlers e Moran (1990) e de 6,30% para Sharma et al. (2008)

ABSTRACT: Structural strengthening have the purpose to amplify the load capacity of a structure. Changing the utilization load, removal of structural elements, no suitability of safety requires and execution mistakes are some of the few reasons that lead for those strengthening. There are different techniques available for the strengthening of structural elements. Among them, the bound of steel plates presents an easy execution advantage and a minimum changing of the section geometry from the structural element. Nevertheless, present researches have been revealing that the bound of metallic shapes to strengthened concrete beams are subject to the premature peeling mechanism on the metallic shapes, extremely undesirable, therefor anticipates the ruin of the strengthened member. Nascimento (2017) also found the impossibility of mobilizing all of the strength capacity of the strengthened elements based on the existence of premature ruins. In that sense, given sequence on Nascimento (2017) studies and applying the concept of transitional layer, studied by Ferrari (2013), was conducted analysis of the effect of the influence on the reconstitution of the transitional layer surface of rib beams regarding the flexural behavior of the strengthened element. To that end, was casted rib beams of reinforced concrete with 150 x 150 mm section and 750 mm of length that will be submitted a four point flexional test. On some of those rib beams, previously of the execution of the strengthening, the transitional layer surface was removed and reconstructed with the application of cimentitious composites with fibers. Was applied two different cimentitious composites that already have been developed on other researches. Those materials were chosen with the premise that the performance of those rib beams strengthened can be powered by the gain of tenacity promoted by the cracking control on the transitional layer surface adjacent to the metallic shape. Also was made an analysis of the prevision for the analytical peeling load, based on models already consecrated and ultimate load by the light of Beam Model with the Brazilian guideline ABNT NBR 6118 (2014). The result demonstrated an improvement of the behavior on flexion of the rib beams with composites cimentitious, around of 37,0 % of increase in the critical load on the best scenario. The models of prevision of peeling load were satisfactory for the group with cimentitious composites fibers, with errors of the order the 17,0% for Oehlers and Moran (1990) and 6,30% for Sharma et al. (2008)