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Ana Paula Rodrigues Vaz

Título

Comportamento de Vigas Reforçada Submetidas a Carregamento Cíclico


Orientador(es)

Ibrahim Abd El Malik Shehata
Lídia da Conceição Domingues Shehata
Ronaldo Barros Gomes


Resumo

Este  trabalho  apresenta  estudo  sobre  o  comportamento  de  vigas  de  concreto armado  reforçadas  à  flexão  pela  adição  de  concreto  e  barras  de  aço  e  submetidas  a carregamento cíclico. O programa experimental inclui ensaios de seis vigas de concreto armado, simplesmente apoiadas, e seção transversal retangular de 0,15 m de largura e 0,40 m de altura, vão de 4,00 m e  comprimento  total de 4,50 m. Depois  da adição do reforço, a altura da viga passou a ser de 0,47 m. Nelas variaram-se as taxas de armadura longitudinal de tração inicial e no reforço, a condição da superfície das vigas na ligação entre  viga  e  reforço  (rugosa  ou  lisa)  e  a  faixa  de  variação  da  carga  no  carregamento cíclico.  A  armadura  na  ligação  viga-reforço  era  constituída  de  chumbadores  de expansão.  As  vigas  foram  reforçadas  após  serem  submetidas  a  carregamento  que acarretou  deformações  específicas  na  armadura  longitudinal  de  tração  da  ordem  de 2x10-3, e, posteriormente, foram submetidas a ciclos de carga que variou entre cerca de 0,2  e  0,6  vezes  a  carga  de  ruptura  teórica  sob  carregamento  estático.  Duas  vigas romperam  por  fadiga,  dos  chumbadores  da  ligação  viga-reforço  ou  da  armadura longitudinal  do  reforço;  as  demais  não  apresentaram  ruptura  durante  2x106 ciclos  de carga, tendo sido levadas à ruptura posteriormente sob carregamento estático. Com base nos  resultados  obtidos  nos  ensaios  e  em  estudos  anteriores  de  vigas  semelhantes ensaiadas  somente  com  carga  estática,  é  feita  análise  do  comportamento  das  vigas reforçadas e apresentada proposta para dimensionamento da ligação viga-reforço, para os casos de carregamento predominantemente estático e cíclico.


Abstract

This work presents a study on the behaviour under cyclic loading of reinforced concrete beams strengthened in bending by the addition of concrete and steel  bars. The experimental  program  included  tests  of  six  reinforced  concrete  beams,  simply supported, with rectangular  cross-section 0.15  m wide and 0.40  m high, span of 4.00 m and total length of 4.50  m. After  strengthening, the beam height was equal to 0.47 m. The variables were the longitudinal tensile  reinforcement ratio in  the beam and in the jacket,  beam-jacket  interface  condition  (rough  or  smooth)  and  cyclic  load  amplitude. Expansion bolts  were used as shear connectors  at the beam-jacket interface. The beams were strengthened  after receiving two cycles of static loading which caused  strains in the flexural reinforcement of  the order of 2x10-3 and, afterwards, were subjected to load cycles  ranging  from  0.2  to  0.6  times  the  theoretical  failure  load  under  static  loading. Two  beams  had  failure  by  fatigue,  of  the  expansion  bolts  or  the  longitudinal reinforcement of the jacket; the other beams did not fail during 2x106 loading cycles and were subjected to a static load up to failure. On the basis of the obtained tests results and the  results  of  previous  study  of  similar  beams  tested  only  under  static  loading,  the behaviour  of  the  strengthened  beams  is  discussed  and  a  proposal  for  the  beam-jacket connection design is presented, for the cases of predominantly static and cyclic loading.


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