SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DE VIGAS DE CONCRETO ARMADO REFORÇADAS COM CHAPAS DE AÇO E FIBRA DE CARBONO

Abstract

A falta de manutenção, a mudança de carregamentos, as deficiências de projeto, de execução e até mesmo dos materiais constituintes de uma peça estrutural levam à necessidade de aplicação de um reforço estrutural. Para isto existem diversos métodos de reforço, com o intuito de reabilitar a peça em questão. Este trabalho tem como objetivo elaborar uma comparação entre os métodos de reforço estrutural por adição de chapas metálicas e colagem de compósitos reforçados com fibras de carbono, identificando as vantagens e desvantagens de cada um. Embora existam modelos analíticos que permitam a avaliação estrutural deste sistema de reforço, a modelagem computacional pode proporcionar uma visão mais aprofundada do problema, permitindo ao projetista avaliar parâmetros que não podem ser obtidos por outras técnicas, sendo esse o principal enfoque deste trabalho. Neste trabalho, as modelagens numéricas abordaram os reforços estruturais de aço/CFRP com enfoque em um elemento específico de uma estrutura civil, as vigas de concreto armado. Para isso, foi utilizado o Método dos Elementos Finitos através do software comercial ABAQUS®. A viga a ser estudada, foi ensaiada por KRAMER (2013) e o dimensionamento do reforço com CFRP e chapa metálica da viga foi realizado por PIVATTO (2014). Foram realizadas quatro simulações diferentes do mesmo problema, duas simulações de referência, uma com o momento fletor inicial de 23496,3 kN.cm e outra com 30600 kN.cm, uma simulação com reforço de CFRC e uma simulação com reforço de chapa metálica, comparando os resultados com outros trabalhos realizados. A simulação da viga reforçada com chapa metálica, apresentou problemas com o descarregamento total, pois a chapa teve sua deformação ultrapassando o limite de escoamento. Com a aplicação do reforço de compósito de fibra de carbono, com alívio total de carga, a viga passou a suportar uma carga com a utilização de toda a capacidade resistente das armaduras de tração e de compressão, sem permitir que a armadura de tração iniciasse ruptura.