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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17661
metadata.dc.type: | Dissertação |
Issue Date: | 17-Jun-2025 |
metadata.dc.creator: | LEÃO JÚNIOR, Paulo Sérgio Barreiros de |
metadata.dc.contributor.advisor1: | LIMA NETO, Aarão Ferreira |
Title: | Análise experimental do desempenho à flexão de vigas de concreto armado reforçadas com laminado de fibra de carbono com variação da taxa de armadura existente e do mecanismo de ancoragem |
metadata.dc.description.sponsorship: | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico |
Citation: | LEÃO JÚNIOR, Paulo Sérgio Barreiros de. Análise experimental do desempenho à flexão de vigas de concreto armado reforçadas com laminado de fibra de carbono com variação da taxa de armadura existente e do mecanismo de ancoragem. Orientador: Aarão Ferreira Lima Neto. 2025. 119 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Infraestrutura e Desenvolvimento Energético) – Núcleo de Desenvolvimento Amazônico em Engenharia, Universidade Federal do Pará, Tucuruí, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17661. Acesso em:. |
metadata.dc.description.resumo: | O reforço de estruturas de concreto armado existentes com Polímeros Reforçados com Fibras (FRP) por meio de técnicas como o Externally Bonded Reinforcement e o Near-Surface Mounted, é usual em aplicações práticas, principalmente com FRP de Carbono (CFRP). Em práticas de reforço onde se esperam maiores resistências, esses métodos podem não ser tão eficientes quanto o esperado devido à falha prematura por descolamento. Sendo relevante o uso de métodos de ancoragem para uma maior eficiência do reforço. Existem poucas informações na literatura sobre a influência da taxa de aço no comportamento de vigas reforçadas com sistema de ancoragem. Assim, esta pesquisa tem o objetivo de analisar experimentalmente o desempenho à flexão de vigas de concreto armado reforçadas com CFRP, variando a taxa de armadura existente (0,44% e 1,12%) e os sistemas de ancoragem. Para tanto foram realizaos ensaios de flexão simples em seis vigas com seção transversal em forma de T, com 2200 mm de comprimento, altura total de 280mm, base da alma de 180 mm, espessura e largura da mesa de 80mm e 350mm, respectivamente. Nas armaduras transversais foram utilizados 21 estribos com barras de 12,5mm, espaçados a cada 100mm, sendo três para cada taxa de aço de flexão. Destas, uma serviu de referência sem reforço, as outras duas foram reforçadas com diferentes sistemas de ancoragem, como a ancoragem metálica baseada na fricção e atrito (Hybrid Bonded - HB) e com ancoragem baseada na ligação de aderência utilizando tiras do laminado (FT). O reforço foi mais eficaz em vigas com menor taxa de aço, com aumento de resistência de 58% no sistema HB e 11% no FT. Para as vigas com maior taxa o ganho foi limitado a 10% para HB e zero para o FT. O sistema HB alcançou capacidade de carga 117,72 kN·m e melhor desempenho em deslocamentos intermediários, com aumento da ductilidade na fissuração em até 57 vezes e até 100% no escoamento do aço. Na carga máxima, todas as vigas reforçadas tiveram redução de ductilidade. No sistema HB, a perda de ductilidade aumentou com a taxa de aço, de 25% na menos armada até 49% na mais armada. No sistema FT, foi contrário, com 66% na menos armada e 24% na mais armada. As rupturas foram dominados pelo escorregamento do laminado no HB e pela delaminação do cobrimento no FT. |
Abstract: | The strengthening of existing reinforced concrete structures with Fiber-Reinforced Polymers (FRP), using techniques such as Externally Bonded Reinforcement and Near-Surface Mounted, is common in practical applications, especially when using Carbon FRP (CFRP). However, in strengthening scenarios that require higher load capacities, these methods may be less effective due to premature debonding failure, highlighting the importance of anchorage systems to improve reinforcement efficiency. There is limited information in the literature regarding the influence of steel reinforcement ratio on the behavior of beams strengthened with anchorage systems. Therefore, this study experimentally investigates the flexural performance of reinforced concrete T-beams strengthened with CFRP, considering two steel ratios (0.44% and 1.12%) and two anchorage systems. Flexural tests were conducted on six T-section beams (2200 mm length, 280 mm height, 180 mm web width, and 80 mm thick by 350 mm wide flange). Each beam had 21 stirrups made of 12.5 mm bars spaced at 100 mm. For each steel ratio, one beam was unstrengthened (reference), and two were strengthened using either a friction-based mechanical anchorage (Hybrid Bonded – HB) or an anchorage system using bonded CFRP strips (FT). Strengthening was more effective in beams with the lower steel ratio, with strength increases of 58% for HB and 11% for FT. For the higher steel ratio, gains were limited to 10% for HB and none for FT. The HB system achieved a flexural capacity of 117.72 kN·m and showed better performance in intermediate displacements, with ductility increases up to 57 times at cracking and up to 100% at steel yielding. At maximum load, all strengthened beams showed reduced ductility. In the HB system, ductility loss increased with steel ratio, from 25% in the less reinforced beam to 49% in the more reinforced one. In the FT system, the trend was reversed, with a 66% loss for the lower steel ratio and 24% for the higher. Failure modes were governed by laminate slip in HB and cover delamination in FT. |
Keywords: | Reforço à flexão Fibra Laminado Sistema de ancoragem Vigas Flexural strengthening Fiber Anchorage systems Laminate Beams |
metadata.dc.subject.areadeconcentracao: | INFRAESTRUTURA |
metadata.dc.subject.linhadepesquisa: | ESTRUTURAS |
metadata.dc.subject.cnpq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS::ESTRUTURAS DE CONCRETO |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal do Pará |
metadata.dc.publisher.initials: | UFPA |
metadata.dc.publisher.department: | Núcleo de Desenvolvimento Amazônico em Engenharia - NDAE/Tucuruí |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Infraestrutura e Desenvolvimento Energético |
metadata.dc.rights: | Acesso Aberto |
metadata.dc.source.uri: | Disponível na internet via Sagitta |
Appears in Collections: | Dissertações em Engenharia de Infraestrutura e Desenvolvimento Energético (Mestrado) - PPGINDE/NDAE/Tucuruí |
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