Estudo experimental e analítico de punção em lajes lisas de concreto armado utilizando Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono (PRFC) como armadura de cisalhamento

Abstract

Esta dissertação de mestrado apresenta um estudo experimental e analítico de lajes lisas de concreto armado reforçadas ao puncionamento com a utilização de Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono (PRFC) como armadura de cisalhamento. A utilização de laminados de PRFC como alternativa no combate à punção em lajes lisas é simples, requer pouco tempo para aplicação e não altera a estética da laje. A técnica de reforço consiste em se colar fitas fabricadas com manta de PRFC através de furos verticais nas lajes, de modo a se formar um laço completo entre dois furos subsequentes como “pontos de costura” na região próxima ao pilar. Para avaliação da técnica, foi elaborado um programa experimental que prevê a execução e ensaio de 04 (quatro) modelos de conexão laje-pilar. A laje tem dimensões de 2500 mm x 2500 mm x 180 mm e os pilares centrados são quadrados de 300 mm x 300 mm. Um dos modelos não foi reforçado para comparação com os demais. Para os outros três modelos, variou-se a distribuição dos furos e o padrão de ancoragem, mantendo-se constante a área de reforço por perímetro de reforço. Para o estudo analítico, devido ao pioneirismo da técnica de reforço, ainda não existem prescrições normativas disponíveis na literatura que tratem especificamente da utilização de PRFC como armadura de cisalhamento em lajes. Ante o exposto, será utilizada nesta pesquisa uma adaptação das recomendações dos principais códigos, nacional e internacionais, no dimensionamento à punção (ABNT NBR 6118:2007, ACI 318:2008 e EUROCODE 2:2004), associados às recomendações do ACI 440 2R:02. Esta última trata apenas do reforço de estruturas de concreto armado utilizando polímeros reforçados com fibras. Experimentalmente, os resultados obtidos mostraram que a técnica aplicada foi eficiente, resultando em ganho tanto na capacidade de carga quanto na ductilidade dos modelos reforçados em relação ao modelo de controle. O reforço aplicado resultou em ganhos na resistência ao cisalhamento de até 56% em relação à carga apresentada pelo modelo sem reforço. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

This dissertation presents an experimental and analytical study of flat slabs of reinforced concrete with the use of polymers reinforced with carbon fiber (CFRP) as shear reinforcement. The use of CFRP laminates as an alternative against punching in flat slabs is simple, requires little time to implement and does not alter the aesthetics of the slab. The technique consists in passing CFRP strips through vertical holes in the slabs in order to form a complete bond between two following holes as "stitches" in the region close to the column. To evaluate the technique, it was developed an experimental program that provides the implementation and the test of four (04) models of slab-column connection. The slab has dimensions of 2500 mm x 2500 mm x 180 mm and the centred column has square cross-section of 300 mm x 300 mm. One model was not reinforced in shear. For the other three models varied the distribution pattern of holes and anchor, with a constant area for reinforcing the perimeter of the reinforced In the analytical study, since it pioneered technique of reinforcement, there are no prescriptive requirements available in the literature that specifically addresses the use of CFRP as shear reinforcement in slabs. Based on the foregoing, this research will be used to adapt the recommendations of the major codes, national and international scale in the punshing (ABNT NBR 6118:2007, ACI 318:2008 and EUROCODE 2:2004), associated with the recommendations of ACI 440 2R: 02. The last one deals only with the strengthening of reinforced concrete structures using fiber reinforced polymers. Experimentally, the results showed that the technique applied was efficient, resulting in the increasing of the load capacity and ductility of the reinforced models compared to the control model. Strengthening applied resulted in gains in shear strength of up to 56% compared to the load presented by the model without reinforcement.