A preocupação com a vulnerabilidade sísmica dos edifícios é um tema que vem merecendo preocupação crescente, dada a natureza catastrófica que tem uma ocorrência sísmica de elevado amplitude, quer em termos de dimensão humana como material. Para minimizar os riscos sísmicos sobre a segurança das pessoas e da economia em geral, torna-se indispensável proceder ao reforço das construções mais vulneráveis.
Podendo, de forma simplificada, considerar-se a acção sísmica como de carácter cíclica, e sendo os pilares elementos fulcrais na garantia da estabilidade global de uma estrutura porticada de betão armado, será de todo interesse estudarem-se os benefícios proporcionados por sistemas de reforço que aumentem a capacidade de absorção de energia deste tipo de elementos, quando submetidos a acções cíclicas.
É objectivo deste trabalho o estudo de sistemas de confinamento constituídos por manta de fibra de carbono (CFRP) envolvendo toda a superfície exterior do elemento ou apenas certas partes deste. Ao primeiro sistema atribuiu-se a designação de “sistema de confinamento contínuo”, enquanto ao segundo sistema, constituído por faixas de manta de CFRP, foi dada a designação de “sistema de confinamento discreto”.
O aumento da capacidade de carga e de absorção de energia de elementos de betão confinados com sistemas de CFRP é influenciado por diversos parâmetros, nomeadamente, a resistência do betão, a percentagem de CFRP, a configuração geométrica dos sistemas de confinamento, entre outros. A avaliação qualitativa e quantitativa da influência dos parâmetros admitidos como mais significativos para o fenómeno em estudo foi efectuada no âmbito do presente trabalho. Para tal, elementos de pilar foram submetidos a carregamentos monotónicos e cíclicos de compressão. Especial enfoque foi dado na avaliação da eficácia dos sistemas de reforço adoptados, quando aplicados a elementos de pilar submetidos a carregamentos monotónicos de compressão, dado existir, à data do início do presente trabalho, alguma investigação indiciando que a envolvente da resposta cíclica tensão-extensão nos elementos de pilar poderia ser razoavelmente simulada pela resposta monotónica em homólogos elementos. Faz ainda parte deste trabalho o desenvolvimento de um modelo analítico para simular o comportamento à compressão monotónica de provetes de betão armado, de secção circular, confinados parcial e totalmente com CFRP.
The preoccupation with the seismic vulnerability of buildings is a subject that has been deserving an increasing attention given the catastrophic nature that a seismic incident of high amplitude has, both in terms of human and material dimension. To minimize the seismic risks on the security of the persons and of the economy in general, it is essential to proceed with the strengthening of the most vulnerable constructions.
Preserve the resistance and ductility of concrete columns is fundamental to assure the stability of frame RC structures, mainly when subjected to a seismic event. Since the seismic action can be assumed, in a simplified way, as a cyclic loading, it is opportune to assess the benefits that distinct strengthening systems can provide in terms of the load carrying and the energy absorption capacities of these structural elements, when submitted to cyclic loading.
The goal of this research is the study of concrete columns’ confinement systems with strips of wet lay-up carbon fibre reinforced polymer sheets (CFRP) or full confinement. The first system was named “partial confinement”, while the second system was designated as “full confinement”.
The increase of the load and energy absorption ability of concrete elements when confined with CFRP is influenced by several parameters, namely, the concrete strength, the percentage of CFRP and the geometrical configuration of the confinement systems. In the ambit of the present work, it was carried the qualitative and quantitative evaluation of these parameters’ influence, admitted as the most important in the phenomenon’s study.
For this purpose, columns’ elements were submitted to monotonic and cyclic compressive loading. Special attention was given to the evaluation of the confinement systems’ efficacy, when applied to column’s elements that were submitted to monotonic and cyclic compressive loading, once, in general, the stress-strain curve corresponding to the monotonic test can be considered to envelop the curve of the cyclic test. An analytical model was also developed to simulate the compressive stress-strain relationship of concrete columns confined by discrete and continuous CFRP arrangements.
Trabalho de investigação co-financiado pelo Fundo Social Europeu, através do
Programa de Desenvolvimento Educativo para Portugal,
Medida 5 / Acção 5.3 – Formação Avançada de Docentes do Ensino Superior,
e pela Escola Superior de Tecnologia e de Gestão do Instituto Politécnico de Bragança
