Reforço à punção em lajes lisas de concreto armado com polímeros reforçados com fibra de carbono

Abstract

Esta pesquisa avalia experimentalmente o comportamento da ligação laje-pilar, num sistema de lajes lisas de concreto armado, localizadas internamente à edificação e submetidas a carregamento simétrico, reforçadas ao cisalhamento com polímeros de fibra de carbono (PRFC). O método de reforço consiste em se aplicar a manta de PRFC como elemento resistente ao cisalhamento, por meio de sua colagem através de furos perpendiculares ao plano da laje. Neste estudo experimental, foram realizados oito modelos de lajes lisas com dimensões de 2500 x 2500 mm de comprimento, altura nominal de 180 mm, pilares quadrados centrados com dimensão de 300 mm e mesma taxa da armadura, variando-se: a técnica de reforço, distribuição dos furos, número e área de reforço por camada. A manta de PRFC foi aplicada com a adaptação da técnica Dowel, similar a armaduras do tipo pino, e por meio da técnica Stitch que se assemelha a estribos fechados. Os resultados dos ensaios foram analisados quanto a deslocamentos verticais, deformação específica no concreto, no aço e na armadura de cisalhamento, carga, fissuração, superfície e modo de ruptura. Como as normas atuais não tratam do reforço ao cisalhamento com armaduras de cisalhamento do tipo PRFC, foi avaliada a aplicação de prescrições estabelecidas pelo ACI 318 (2011), Eurocode 2 (2004) e ABNT NBR 6118 (2007), associadas com as limitações do ACI 440.2R (2008) que trata da aplicação dos materiais de PRF. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This research experimentally evaluates the behavior of slab-column connections in a reinforced concrete flat slab system, internally located in the building and subjected to symmetrical loading, strengthened to the shear with carbon fiber reinforced polymer (CFRP). The strengthening method consists in applying CFRP sheet as shear resistant element, by bonding it through perpendicular holes to the plane of the slab. This experimental study consisted of tests on eight flat slab models with the following dimensions 2500 x 2500 mm length, trickness of 180 mm, supported on centered square cross section columns of 300 mm side and same flexural reinforcement ratio, using the following variations: the strengthening technique, the pattern of holes and the number of peripheral lines of the shear reinforcement. The CFRP sheet was applied with an adaptation of the Dowel technique, was used, which is similar to shear studs, and the stitch technique, which resembles closed stirrups. The test results were examined by verifying the vertical displacements, the concrete, steel and shear reinforcement strains, ultimate loads, cracking patterns, surface and failure modes. As the current standards do not deal with strengthening to shear with CFRP reinforcement, it was assessed the application of the code’s required from by ACI 318 (2011), by Eurocode 2 (2004) and by ABNT NBR 6118 (2007), associated to the limitations of ACI 440.2R (2008) which provides guidance for the selection, design, and installation of FRP systems for concrete structures.