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

Abstract

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.