Avaliação do comportamento de vigas de concreto armado reforçadas com CFRP, com e sem injeção de fissuras

Abstract

Os ensaios dinâmicos permitem relacionar a mudança na frequência fundamental de vibração de um elemento com sua rigidez. Isso pode auxiliar na decisão sobre a necessidade de um reforço e/ou reparo estrutural e na avaliação da efetividade do procedimento adotado. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o comportamento de vigas de concreto armado reforçadas com CFRP, com e sem injeção de fissuras. Para isso, foi desenvolvido um programa experimental com nove modelos, já deteriorados, com três taxas de armadura diferentes. Cada um dos três modelos com mesma taxa de armadura passou por um processo de recuperação estrutural diferente. Todos os modelos foram reforçados com uma manta de CFRP na região tracionada. O primeiro modelo não teve fissuras injetadas, enquanto o segundo e o terceiro foram injetados com dois tipos de resina diferentes. Foram realizados ensaios dinâmicos e ensaios de flexão. Para cada estágio de carregamento do ensaio de flexão as flechas das vigas foram calculadas a partir da rigidez estimada por meio dos ensaios dinâmicos e a partir da rigidez proposta pelo modelo analítico de Branson. Observou-se que os valores calculados se aproximaram bastante das flechas medidas experimentalmente. Notou-se um ganho considerável de resistência em relação aos resultados obtidos antes da recuperação. Além disso, foi observado que a injeção contribuiu no aumento da rigidez dos modelos, sem influenciar na resistência final dos mesmos. Notou-se também que os modelos injetados apresentaram uma rigidez intermediária entre o Estádio I e o Estádio II do modelo original antes da carga de fissuração. Já os elementos não injetados apresentaram uma rigidez muito próxima da fase correspondente ao Estádio II do modelo original. Os modos de falha observados em todos os modelos foram similares para cada grupo com mesma taxa de armadura. Com base no trabalho desenvolvido, pode-se afirmar que a estimativa de rigidez por meio de ensaios dinâmicos é uma boa alternativa para avaliação do comportamento de elementos estruturais reforçados, com e sem injeção de fissuras. Palavras-Chave: Reforço com CFRP. Injeção de fissuras. Ensaios não destrutivos.

Dynamic tests allow relating the change in the fundamental frequency of vibration of an element with its stiffness. This can assist in deciding the need for structural reinforcement and / or repair and in assessing the effectiveness of the procedure adopted. The main objective of this work was to evaluate the behavior of reinforced concrete beams reinforced with CFRP, with and without crack injection. For this, an experimental program was developed with nine models, already deteriorated, with three different reinforcement rates. Each of the three models with the same reinforcement rate has undergone a different structural recovery process. All models were reinforced with a CFRP blanket in the pulled region. The first model had no injected cracks, while the second and third were injected with two different types of resin. Dynamic tests and flexion tests were performed. For each loading stage of the bending test, the displacements of the beams were calculated from the stiffness estimated through dynamic tests and from the stiffness proposed by the analytical model of Branson. It was observed that the calculated values were very close to the displacements measured experimentally. A considerable resistance gain was noticed in relation to the results obtained before the recovery. In addition, it was observed that the injection contributed to increase the rigidity of the models, without influencing their final strength. It was also noted that the injected models showed an intermediate stiffness between the Stage I and Stage II of the original model before the crack load. The non-injected elements, on the other hand, showed a stiffness very close to the phase corresponding to the Stage II of the original model. The failure modes observed in all models were similar for each group with the same reinforcement rate. Based on the work developed, it can be said that the estimate of stiffness by means of dynamic tests is a good alternative for assessing the behavior of reinforced structural elements, with and without crack injection. Keywords: Reinforcement with CFRP. Crack injection. Non-destructive testing.