Análise de vigas de concreto armado reforçadas à flexão e ao cisalhamento com fibras de carbono: análise teórica e computacional

Abstract

Este trabalho tem como objetivo compilar o embasamento teórico do ACI 440.2R:2008 com o da NBR 6118:2014 afim de levar em consideração os conceitos da norma brasileira no dimensionamento à flexão e ao cisalhamento de vigas reforçadas com PRFC (Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono). A contribuição da norma brasileira é dada particularmente no que diz respeito à aplicação dos seus coeficientes de segurança e das propriedades dos materiais (aço e concreto), incluindo os seus limites de deformação. Para tanto, são apresentadas as principais prescrições normativas sobre às propriedades dos materiais e sobre o dimensionamento das peças de concreto armado à flexão simples e ao cisalhamento, tanto pela NBR 6118:2014 quanto pelo ACI 318:2014. Em seguida, para a viga adotada como referência para o estudo, são realizados dois dimensionamentos do reforço com PRFC, um a partir das formulações compiladas e outro considerando apenas as prescrições do ACI 440.2R:2008. Os resultados obtidos são comparados em seguida. Por fim, através do software ANSYS, é feita a modelagem numérica da viga de referência, onde são observadas as tensões e deformações apresentadas pelo concreto, pelo aço e pela fibra de carbono. Os resultados da análise numérica foram comparados com aqueles obtidos a partir das formulações compiladas a fim de validar o modelo numérico adotado nesse estudo.

The objective of this study is to compile the theoretical foundation of ACI 440.2R:2008 with the NBR 6118:2014 in order to take into consideration the concepts of the Brazilian standard sizing to bending and shear strength of beams reinforced with PRFC (Polymers reinforced with carbon fiber). The compilation is made particularly with respect to the coefficients of safety and the properties of materials (steel and concrete), including its limits of deformation. For both, are presented the main prescriptive requirements on the properties of the materials and on the scaling of parts of reinforced concrete to the simple bending and shear, both by the NBR 6118:2014 as by ACI 318:2014. Then, for the beam used as a reference for the study, are performed two dimensioning of reinforcement with PRFC, a book of the formulations compiled and another just considering the requirements of ACI 440.2R:2008. The results obtained are compared then. Finally, through the software ANSYS, is made to numerical modeling of the beam, which are observed the tension and deformation of the concrete, steel and carbon fiber. The results of the numerical analysis were compared with those obtained from the formulations compiled in order to validate the numerical model adopted in this study