Reforço de vigas de betão armado com armaduras exteriores de FRP

215 Pages·2014·29.01 MB·English

by  António Monteiro

António Carlos Pereira Janes Monteiro
Licenciado em Engenharia Civil

Reforço de vigas de betão armado com
armaduras exteriores de FRP

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Civil (Ramo de Estruturas e Geotecnia)

Orientador: Prof. Doutor Carlos Manuel Chastre Rodrigues,
FCT/UNL
Co-orientador: Prof. Doutor Hugo Emanuel Charrinho da Costa Biscaia,
FCT/UNL

Júri:

Presidente: Prof. Doutor Válter José da Guia Lúcio
Arguente: Prof. Doutor António José da Silva Costa
Vogal: Prof. Doutor Carlos Manuel Chastre Rodrigues
Vogal: Prof. Doutor Hugo Emanuel Charrinho da Costa Biscaia

Janeiro de 2014

António Carlos Pereira Janes Monteiro
Licenciado em Engenharia Civil

Reforço de vigas de betão armado
com armaduras exteriores de FRP

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Civil (Ramo de Estruturas e Geotecnia)

Orientador: Prof. Doutor Carlos Manuel Chastre Rodrigues,
FCT/UNL
Co-orientador: Prof. Doutor Hugo Emanuel Charrinho da Costa Biscaia,
FCT/UNL

Janeiro de 2014

Copyright António Janes Monteiro, FCT/UNL e UNL
A Faculdade de Ciências e Tecnologia e a Universidade Nova de Lisboa têm o direito, perpétuo e
sem limites geográficos, de arquivar e publicar esta dissertação através de exemplares impressos
reproduzidos em papel ou de forma digital, ou por qualquer outro meio conhecido ou que venha a
ser inventado, e de a divulgar através de repositórios científicos e de admitir a sua cópia e
distribuição com objetivos educacionais ou de investigação, não comerciais, desde que seja dado
crédito ao autor e editor.
I
II
Agradecimentos
Com enorme satisfação, expresso aqui os meus mais sinceros agradecimentos a todos aqueles que,
de alguma forma, contribuíram para a concretização deste trabalho.
Em primeiro lugar ao Professor Carlos Chastre Rodrigues, meu orientador científico, agradeço
profundamente a disponibilidade infindável, a dedicação, o rigor, a revisão critica, os
conhecimentos transmitidos e, principalmente, a amizade e o incentivo permanente proporcionando
uma orientação exemplar.
Ao Professor Hugo Biscaia, meu co-orientador científico, pela sua disponibilidade e apoio
dispensados, pelos elementos bibliográficos que me disponibilizou e pelos constantes
esclarecimentos que me prestou ao longo deste último ano.
Ao Engenheiro Noel Franco, um agradecimento muito especial, pela ajuda incansável na
montagem, preparação e realização dos ensaios experimentais. Pela amizade, apoio e
companheirismo demonstrado ao longo deste último ano, contribuindo de forma determinante para
a realização deste trabalho.
À minha família e à Helena, pelo apoio incondicional nos momentos de maior dificuldade e pela
paciência e tempo dispensado na revisão e formatação do texto. Pelos conselhos e incentivos que
foram determinantes para a minha formação como pessoa e para que esta etapa do meu percurso
académico terminasse da melhor forma possível.
Aos meus amigos e colegas de curso pelos conselhos, incentivos e por compreenderem as minhas
inúmeras ausências.
Aos técnicos de laboratório, os Srs. Jorge Silvério, José Gaspar e Victor Silva pelo auxílio prestado
nos trabalhos laboratoriais.
À S&P Portugal, na pessoa do Engenheiro Filipe Dourado pela disponibilização dos laminados de
CFRP e resina utilizada nos ensaios.
À HILTI Portugal, nas pessoas do Engenheiro Eduardo Teixeira e do Engenheiro David Pinto, pela
disponibilização da resina utilizada nos ensaios e pelo empréstimo de equipamentos de furação das
vigas e de injeção da resina epoxídicas.

A todos, muito obrigado!
III
IV
Resumo
A presente dissertação vem no seguimento dos estudos realizados no Departamento de Engenharia
Civil da Universidade Nova de Lisboa sobre o reforço à flexão de vigas de betão armado com
compósitos de CFRP (compósitos reforçados com fibras de carbono).
Numa primeira fase deste trabalho foram estudadas e desenvolvidas duas novas técnicas de reforço
de vigas à flexão com laminados de CFRP, às quais foram atribuídas as designações de Externally
Bonded Reinforcement Anchorage (EBRA) e Horizontal Near Surface Mounted Reinforcement
(HNSMR).
Estes sistemas de reforço foram estudados e testados em cinco vigas de betão armado de secção
transversal em T, as quais foram levadas à rotura através de ensaios à flexão tendo em conta um
sistema de aplicação de carga em quatro pontos. Para diferentes historiais de carregamento
(monotónicos e cíclicos) foram analisados diversos parâmetros relacionados com a capacidade de
mobilização da resistência à tração dos elementos de reforço, resistência máxima dos sistemas,
ductilidade dos mesmos e eficiência destes perante situações de serviço. Com isto, realizou-se um
estudo comparativo entre o desempenho destes sistemas de reforço e o de duas outras técnicas já
estudadas, nomeadamente, os sistemas Externally Bonded Reinforcement (EBR) e Near Surface
Mounted Reinforcement (NSMR).
Como complemento deste trabalho desenvolveu-se também um programa de cálculo em MATLAB,
capaz de simular o problema em estudo através de um modelo numérico de análise não-linear de
secções. A representatividade dos dados obtidos pelo modelo numérico foi verificada
posteriormente através de uma análise comparativa entre estes e os valores experimentais obtidos.
V
VI