O descolamento prematuro é identificado como o principal modo de falha em vigas de concreto armado (RC) reforçadas com laminados de polímero reforçado com fibra (FRP) colados externamente. Esse problema leva à subutilização de materiais de FRP e precisa ser abordado. Pesquisas mostraram que sistemas de ancoragem de extremidade podem efetivamente atrasar/mitigar falhas de delaminação e melhorar o desempenho de vigas reforçadas.
Sistemas de Ancoragem de Extremidade
Os envoltórios em U de FRP são um meio eficaz para evitar falhas de descolamento; no entanto, como âncoras de forma aberta, os envoltórios em U nem sempre podem garantir resistência completa a falhas de descolamento. Este estudo propõe uma técnica alternativa de envoltório em U, onde as extremidades dos envoltórios em U são alargadas e inseridas no substrato de concreto.
Técnica de Ancoragem Proposta
A técnica de ancoragem proposta consiste em alargar as extremidades dos envoltórios em U e inseri-las no substrato de concreto. Essa abordagem visa melhorar a aderência entre o FRP e o concreto, retardando assim o descolamento prematuro.
Estudo Experimental
A fase experimental envolveu o teste de sete vigas de RC, cada uma medindo 1,96×0,15×0,3 metros, sob flexão de quatro pontos. As vigas foram divididas em três grupos:
- Grupo de controle sem reforço de FRP
- Vigas reforçadas com envoltórios em U convencionais
- Vigas reforçadas com a técnica de ancoragem proposta
Os resultados mostraram que a técnica de ancoragem melhorou o desempenho da viga em termos de comportamento de carga-deflexão, modos de falha, ductilidade e deformação do FRP.
Simulações de Elementos Finitos
Além dos testes experimentais, simulações de elementos finitos foram conduzidas usando o software Abaqus para avaliar a eficácia do esquema alternativo de envoltório em U. Esses modelos incorporaram várias leis constitutivas de materiais não lineares, incluindo modelagem de zona coesiva para replicar falhas de descolamento na interface CFRP-concreto. As previsões numéricas foram consideradas em boa concordância com os dados de teste experimental.
Conclusões
Os resultados deste estudo demonstraram que a técnica de ancoragem proposta, com as extremidades dos envoltórios em U alargadas e inseridas no substrato de concreto, é eficaz na melhoria do desempenho de vigas de concreto armado reforçadas com laminados de FRP. Essa abordagem pode ajudar a mitigar o problema do descolamento prematuro, permitindo uma melhor utilização dos materiais de FRP e, consequentemente, melhorando a segurança e a vida útil das estruturas reforçadas.
