Modelos analíticos para a previsão do desempenho de pilares confinados com fibras de carbono

• Autor(a) principal: Pereira, Bruno Miguel Gomes
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/7997
• topic: Pilares de betão armado; Confinamento; Polímeros Reforçados com Fibras de Carbono (CFRP); Modelos Analíticos; Modelo Numérico

A deterioração das estruturas de betão armado, tais como, edifícios, pontes e viadutos resultante do envelhecimento dos materiais, da falta de controlo de qualidade durante a construção, da inexistência de planos adequados de inspeção e de manutenção da vida de serviço, bem como causas acidentais (ex:sismos) tem levado à degradação crescente das estruturas. A necessidade de reparação é frequentemente combinada com a necessidade de reforço das estruturas para que estas possam desempenhar com segurança as novas funções. No presente trabalho, faz-se inicialmente uma breve descrição das técnicas de reforço de estruturas de betão armado, convencionais e as técnicas de reforço por colagem de polímeros reforçados com fibras que reúnem um conjunto de propriedades que lhes garante alta resistência à tração, alto módulo de elasticidade, boa resistência à corrosão e principalmente aumento da capacidade de absorção de energia. Este estudo envolve uma revisão da literatura para o conhecimento do estado da arte no que concerne à aplicação de modelos analíticos para prever o desempenho de pilares de betão armado confinados com Polímeros Reforçados com Fibras de Carbono (CFRP), sujeitos a esforços de compressão. O aumento da capacidade de carga e de absorção de energia de elementos de betão confinados com sistemas de CFRP é influenciado por diversos parâmetros, nomeadamente, a resistência do betão, e a percentagem de CFRP. A avaliação qualitativa e quantitativa da influência dos parâmetros admitidos como mais significativos para o fenómeno em estudo foi efetuada pela aplicação dos modelos analíticos de confinamento, e validados com os resultados dos ensaios experimentais. Faz ainda parte deste trabalho o desenvolvimento de um modelo numérico para simular o comportamento à compressão monotónica de provetes de betão armado, de secção circular, confinados com CFRP, em que é demonstrado que uma análise numérica nos fornece ótimos resultados, apesar das limitações que a ferramenta de cálculo apresenta. The deterioration of reinforced concrete structures, such as buildings, bridges and overpasses resulting from the ageing of materials, lack of quality control during construction, by the missing of inappropriate plans of inspection and maintenance of service life, as well as accidental causes (example: earthquakes) has led to increase deterioration of the structures. The need to repair is often combined with the need to strengthen the structures so that they can safely perform new functions. The present study, begins with a brief description of reinforcement techniques of concrete structures, conventional and strengthening techniques with collage polymers reinforced with fiber that encounter a set of properties that guarantee them high tensile strength, high modulus of elasticity, good resistance to corrosion and mainly increase the capacity for energy absorption. This research involves a literature review to knowledge the state of the art regarding the application of analytical models to predict the performance of reinforced concrete columns confined with Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP), submitted to compressive efforts. The increase load capacity and energy absorbing elements of concrete confined with CFRP systems is influenced by several parameters, including the strength of the concrete, and the percentage of CFRP. The qualitative and quantitative evaluation of the influence of the parameters accepted as more significant for the phenomenon under study was accomplished by applying the analytical models of confinement, and validated with experimental results. There was also the development of a numerical model to simulate monotonic compressive behavior of reinforced concrete test pieces, of circular cross-section, confined with CFRP, in which it is demonstrated that a numerical analysis provides excellent results, despite the limitations that the calculation tool displays.