Análise computacional de vigas reforçadas ao cisalhamento com sistemas EB-FRP : efeitos da interação estribos–fibras

• Main Author: Roa Rojas, Nicolás
• Other Authors: Melo, Guilherme Sales Soares de Azevedo
• Language: Portuguese
• Published: 2017
• Subjects: Fibras de carbono; Cisalhamento; Vigas
• Online Access: http://repositorio.unb.br/handle/10482/23717

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. === Submitted by Raquel Almeida ([e-mail]) on 2017-06-05T18:53:51Z No. of bitstreams: 1 2017_NicolásRoaRojas.pdf: 29758308 bytes, checksum: 2f7810018ce255126d315379164b7104 (MD5) === Approved for entry into archive by Raquel Viana ([e-mail]) on 2017-06-21T23:49:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_NicolásRoaRojas.pdf: 29758308 bytes, checksum: 2f7810018ce255126d315379164b7104 (MD5) === Made available in DSpace on 2017-06-21T23:49:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_NicolásRoaRojas.pdf: 29758308 bytes, checksum: 2f7810018ce255126d315379164b7104 (MD5) Previous issue date: 2017-06-21 === O reforço de vigas de concreto armado através da colagem externa (EB) de compósitos de fibra de reforço polimérico (FRP) tem-se tornado uma das técnicas de reforço mais eficientemente empregadas nas últimas décadas. O presente trabalho apresenta o estudo do sistema EB–FRP no reforço ao cisalhamento de estruturas, dando ênfase às contribuições de resistência e aos efeitos de interação existentes entre estribos e fibras de carbono. Os modelos de cálculo de dimensionamento utilizados por normas e outros propostos por autores são apresentados com o objetivo de avaliar a precisão das contribuições de resistência das fibras com respeito a resultados experimentais. Observou-se que os modelos de cálculo que consideram os efeitos de interação no cálculo das contribuições de resistência são mais precisos, ensejando a necessidade de se atentar à sua influência nas normas vigentes. Foram desenvolvidas simulações computacionais no programa de elementos finitos Abaqus 6.14 (2014), considerando-se o modelo plástico do concreto. As armaduras foram definidas com comportamento elásto-plástico perfeito e as fibras foram modeladas com propriedades elásticas de comportamento unidirecional e com um modelo de contato perfeito com às superfícies de concreto. Na sequência, as propriedades dos materiais foram verificadas e a resposta global da estrutura foi calibrada com respeito aos resultados experimentais reportados por Salles Neto (2000). Os modelos computacionais permitiram observar que à medida que se aumenta taxas de armadura transversal, a eficiência das fibras enquanto reforço ao cisalhamento é afetada, uma vez que as tensões atuantes em cada material se apresentam em proporções diferentes ao longo do processo de carregamento. De forma geral, a capacidade de carga das vigas aumentou com o uso do reforço, sendo comentadas algumas caraterísticas dos reforços que podem gerar sistemas mais eficientes. === Strengthening of reinforced concrete beams through the external bonding (EB) of fiber reinforced polymer composites (FRP), has become one of the most efficiently applied strengthening technique in the last decades. The current work presents the study of the EB-FRP system in strengthening structures to shear, with emphasis on their contributions and on the interaction effects that exist between stirrups and carbon fibers. The sizing calculation models used by standards and others proposed by authors are presented with the aim of evaluated the accuracy of the fiber strength contributions with respect to experimental results. The models that consider the effects of interaction in the calculation of resistance contributions are more precise, which constitutes the impetuous need to consider these effects in the current codes. Computational simulations were developed in Abaqus finite element software. Assuming the plastic behavior on the concrete. The steel bars were defined with perfect elastic–plastic behavior and the fibers were modeled with elastic properties with unidirecional behavior and with a perfect contact model to the concrete surfaces. Finally, the defined properties of the materials was verified and the overall structure response were calibrated with respect to experimental results of Salles (2000). These models allowed to observe how high rates of transverse steel affect negatively the fiber efficiency as a shear reinforcement since the tensions acting on each material present in different proportions throughout the loading process. In conclusion, it can be noted that the load capacity of the represented beams increased with the application of reinforcement. Some characteristics of reinforcements that can generate more efficient systems are commented on.