Reforço estrutural com polímeros reforçados com fibras colados externamente

Transcrição

1 Tensão[MPa] uwet lay-up Materiais ompósitos Parte: 2 Ténia e instalação Reforço estrutural om polímeros reforçaos om firas olaos externamente Usao om mantas/teios flexíveis Reforço saturao om resina epoxíia Apliar na superfíie o onreto Epóxi Material e apoio a isseminação o uso e FRP isponível em SIMTReC - Centre for Strutural Innovation an Monitoring Tenologies (antigo ISIS Canaa) ttp://simtre.a/aout-us/ Rolo Resina age omo aesivo e omo MATRIZ Materiais ompósitos Parte: 2 Materiais ompósitos Parte: 2 Ténia e instalação Proprieaes vpre-uraos Usaos om plaas rígias pré-uraas Apliar o aesivo no e na superfíie o onreto Não é tão aequao para eterminaas formas estruturais Resina age omo aesivo e MATRIZ Proprieaes o (versus aço): Comportamento linear elástio até a fala Sem esoamento Alta resistênia última Baixa eformação na fala C V Aço Deformação [%] 1

2 Proutos a ase e firas sintétias Comparativo as proprieaes o ompósito final Barras e fira e viro Caos e proen - arono Grela e fira e aramia Roving e fira e viro Material viro arono Resistênia última MPa MPa Mo. elastiiae GPa GPa Deformação 2-4,5 % 1-1,5 % Roving e fira e arono aramia Aço MPa MPa GPa 200 GPa 2-2,6 % > 1 % Avaliação a estrutura existente Aspeto importante o suesso o reforço: Parte: 3 Superfíie o onreto Conições o sustrato Conreto eve transferir as argas para o aesivo através a e aerênia As falas a superfíie evem ser orrigias u Falas Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Ruptura o Esmagamento o onreto vseções planas permaneem planas waerênia perfeita entre aço/onreto e /onreto Anoragem aequaa é linear elástio até a fala Curva x eformação o onreto é paraólia, espreza-se o onreto na região traionaa As eformações iniiais no são esprezíveis Reforço à flexão Hipóteses 2

3 Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Fatores e resistênia Material Ponte Construção Aço f S =0.90 f S =0.85 Conreto f C =0.75 f C =0.6 Carono Viro = 0.75 = 0.50 Quatro moos e ruptura poteniais Esmagamento o onreto antes o esoamento o aço Moos e ruptura Esoamento o aço seguio por esmagamento o onreto Esoamento o aço seguio por ruptura o Desolamento o Desolamento é previnio om meanismos e anoragem aiional Aotar moo e fala Análise Cear moo e fala *** Aotar eformações iniiais no reforço igual a zero *** Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Dimensionamento Dimensionamento e a 1 Φ f e a 1 Φ f a = 1 C a = 1 C eformação Equilírio e forças na seção = + = C Eq. 4-1 = A frp E frp Dist. e tensões C = f a 1 f 1 eformação Apliar as equações e ompatiiliae as eformações para enontrar a posição a lina neutra, Capaiae resistente a seção: M r = - a a 2 Dist. e tensões Eq

4 Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Proeimento e análise Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Proeimento e análise e u e a 1 Φ f a = 1 C eformação Passo 1: Verifiar moo e fala Aotar que a seção fala por esmagamento o onreto antes o esoamento o aço e = e u = Então: = e u (-)/ Eq. 4-6 = e u (-)/ Eq. 4-7 eformação Passo 2: Determinar os fatores as tensões e ompressão o onreto a 1 = f > = f > 0.67 Eq. 4-8 Eq. 4-9 Dist. e tensões Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Proeimento e análise Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Proeimento e análise e a 1 Φ f e a 1 Φ f a = 1 C a = 1 C eformação Passo 3: Determinar a profuniae o eixo neutro + A frp E frp = f a 1 f 1 Eq Dist. e tensões eformação Passo 4: Cear se o moo e fala está orreto? > = e u (-)/ u Eq Dist. e tensões Se veraeito, passo 6 Se falso, passo 5 4

5 Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Proeimento e análise Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Proeimento e análise e a 1 Φ f e a 1 Φ f a = 1 C a = 1 C eformação Passo 5: Calular o momento resistente M r = f y - a 2 + f - a frp A frp E frp 2 Dist. e tensões Eq eformação Passo 5: Calular o momento resistente Cear se a eformação e esoamento o aço garante a eformailiae neessária Sim, OK = e u (-)/? > ε y Dist. e tensões Se não, reuzir a quantiae e e realular Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Proeimento e análise Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Proeimento e análise e a 1 Φ f e a 1 Φ f a = 1 C a = 1 C eformação Passo 6: Aotar moo e fala iferente Assumir que fala oorrerá por ruptura o Dist. e tensões eformação Passo 7: Determinar a profuniae o eixo neutro Dist. e tensões Então = u f y + A frp E frp u = f a 1 f 1 Eq e < e u 5

6 Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Proeimento e análise Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Proeimento e análise e a 1 Φ f e a 1 Φ f a = 1 C a = 1 C eformação Passo 8: Cear se o moo e fala está orreto Dist. e tensões eformação Passo 9: Calular o momento resistente Dist. e tensões e < e u u / (-) < e u M r = f y - a 2 + f - a frp A frp E frp u 2 Eq Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Setion: 4 Com aço na ompressão Reforço e vigas ou lajes em uma ireção Viga T eformação Proeimento e análisimilar Aiionar a resultante e ompressão e e s f s a = 1 C s C a 1 Φ f Dist. e tensões f A frp f Proeimento e análisimilar Eixo neutro a mesa: tratar omo uma seção retangular M r Eixo neutro na alma: tratar omo uma seção T = + M rf M rw 6

7 Exemplos e apliação Exemplos e apliação Exemplos e apliação Exemplos e apliação 7