Reforço em vigas “T” de concreto armado com vários tipos de compósitos em entalhes no cobrimento de concreto (CEC)

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2005.O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento estrutural de vigas “T” em concreto armado reforçadas à flexão usando duas técnicas: reforço colado em entalhes no cobrimento de concreto (CEC) e reforço colado na superfície do concreto (CSC). Foram ensaiadas 19 vigas “T” simplesmente apoiadas, com duas cargas aplicadas a 1500 mm dos apoios em um vão de 4000 mm. A taxa de armadura antes do reforço foi de 0,63 % para 12 vigas (Série I) e 1,57 % para 7 vigas (Série II). Doze vigas foram reforçadas com a técnica CEC e três com a técnica CSC, e quatro vigas foram ensaiadas como referência, sem reforço. Para o reforço das vigas foram utilizados tiras, barras e tecidos de polímero reforçado com fibra de carbono (PRFC), barras de polímero reforçado com fibra de vidro (PRFV) e barras de aço. São apresentados e analisados os resultados de carga última, tipo de ruptura, fissuração, deformação da armadura longitudinal e da transversal; deformação do concreto e do compósito, e flechas. Os dados experimentais foram comparados entre sí e com as estimativas obtidas segundo as especificações da norma NBR 6118:03, do código ACI 440-2R:02 e do bulletin 14 FIB:01. É apresentada uma proposta da correção da flecha estimada no Estádio II para vigas de seção ”T”. A técnica do reforço com PRF-CEC apresentou maior eficiência para evitar o modo de ruptura por destacamento do reforço, em relação à técnica com PRF-CSC. O acréscimo de carga última em relação às vigas de referência na série I (ρ = 0,63 %) variou entre 22,6 % e 37 % para a técnica PRF-CEC e entre 11 % e 16 % a técnica PRF-CSC. Já para as vigas da série II (ρ = 1,57 %) não ocorreram grandes diferenças de acréscimo de carga última entre as duas técnicas (20 % em média). O acréscimo foi pequeno para as vigas reforçadas com barra de aço, tanto na série I (média de 6,4%) como na série II (4,5 %). As barras de PRFC apresentaram problemas de aderência, dificultando o ensaio de caracterização da resistência da barra. A proposta apresentada para correção da flecha estimada conduziu a bons resultados.The main objective of this work was to evaluate the structural behavior of reinforced concrete “T” beams strengthened in flexure with various types of FRP composites and steel bars using two techniques, the near surface mounting (NSM) and the external bonding (EB). 19 beams were tested with two concentrated loads at 1500 mm from the support and total span of 4000 mm. The reinforcement ratio before strengthening was 0.63 % for 12 beams (Series I) and 1.57 % for 7 beams (Series II). Twelve beams were strengthened with the NSM technique and three with the EB technique. Four beams were tested as control beams, without strengthening. Carbon fibre reinforced polymer (CFRP) laminates, bars and fabric sheet, glass fibre reinforced polymer (GFRP) bars and steel bars were used for the strengthening of the beams. Experimental results are presented and analysed: ultimate load, cracking, strains in the longitudinal and transverse steel reinforcement, in the concrete and in the composites, and deflections. The experimental data were compared to each other and to estimates according to the NBR 6118:03 code, the ACI 440-2R:02 code and to the bulletin 14 FIB:01. A correction formula for the estimated deflection of “T” beams under service load is proposed. Strengthening with the FRP-NSM technique showed to be better than the FRP-EB technique as to avoid debonding of the composite. The percent increase of the ultimate load of the strengthened beams in relation to the control beams in the Series I (ρ = 0.63 %) varied from 22.6 % to 37 % when the FRP-NSM technique was used, and from 11 % to 16 % for the FRPEB technique. In the Series II (ρ = 1.57 %), no significant difference ocurred between the two techniques (average increase of 20 %). For the beams strengthened with one steel bar, the increase of the ultimate load was small (average of 6.4 % in Series I and 4.5 % in Series II). CFRP bars presented adhesion problems, making it difficult to test samples for strength characterization. The proposal for correcting the estimated deflection under service load proved to be adequate