Análises experimental e numérica de vigas de concreto armado reforçadas ao cisalhamento com barras de aço usando a técnica near-surface mounted (NSM)

Experimental and numerical analysis of reinforced concrete beams strengthened in shear with steel bars using the near-surface mounted (NSM) technique

RESUMO

Há uma necessidade crescente de intervenção nas estruturas de concreto armado existentes para recuperar ou aumentar a sua capacidade resistente. O uso de materiais compósitos, como a fibra de carbono, tem sido eficiente, mas o custo ainda é um entrave. A aplicação de barras de aço como elemento de reforço apresenta-se como material alternativo e tecnicamente viável, porém existem poucos trabalhos na literatura. Desse modo, este trabalho realizou uma série experimental com três vigas de concreto armado sem armadura transversal, e reforçadas ao cisalhamento com barras de aço utilizando a técnica near-surface mounted (NSM). Foram monitorados no experimento a carga, o deslocamento e o padrão de fissuração. Os resultados demonstraram a eficiência do reforço com aumento de 69% da carga última e 63% da carga para surgimento das primeiras fissuras comparados a viga de referência. O reforço também aumentou a ductibilidade das vigas antes da ruptura brusca por cisalhamento. Modelos numéricos via método dos elementos finitos (MEF) foram realizados no software ABAQUS utilizando diferentes tipos de elementos e malhas. Os resultados numéricos foram validados com os resultados experimentais e foi observado que o uso de elementos quadráticos comparados a elementos lineares consegue representar melhor o padrão de fissuração e a capacidade de carga das vigas. A relação média dos resultados numérico/experimental para carga máxima das vigas reforçadas foi de 0,94.

Palavras-chave
Reforço estrutural; barras de aço; cisalhamento