Comprimento de ancoragem com alivio de carga parcial

Como já citado, o comprimento de ancoragem é dado em função da resistência média do concreto a tração, portanto,

Fct,m = 0,3 . = 2,565 MPa = 0,257 kN/cm²

E para calcular o comprimento de aderência, tem-se que

Lt,max = 0,7.

^{= 84,589 mm = 10 cm}

Para melhor aderência da manta de carbono na viga, será executado uma camada de compósito perpendicular as camadas atuantes no reforço com o comprimento de 10cm como já calculado, ancorando o processo do reforço. Para o correto posicionamento da ancoragem e para a otimização do material, calcula-se o momento crítico (MCR), da seguinte forma:

MCR = α . Fct. (IC / y)

sendo que:

 α – coeficiente que correlaciona aproximadamente a resistência à tração na flexão com a resistência a tração direta (1,2 para secções “T” e 1,5 para secções retangulares);

 IC – Momento de inércia para secção bruta da peça;

 y – é a distância do centro de inercia a fibra mais tracionado do concreto;

 Fct – resistência a tração do concreto. Assim,

Fct = 0,3.fck.0,667

y = (20 . 60 . (60/2) + 6 . (60 – 55,7) + 0,63 . ( 60 – 3,8)) / (20 . 60 + 6 + 0,63) = 29,88 cm

Fct = 0,3.2,5^0,66 = 0,5 kN.cm

MCR = 1,5.0,5.((20.60³ / 12) / ( 29,88)) = 9036,14 kN.cm

Calculando o ponto do vão da viga, no qual o momento é igual ao critico, encontram-se os valores de 183, 5 cm e 396, 5. Como no caso em questão há a necessidade de três camadas de manta de fibra de carbono.

6 ANÁLISE DE DADOS

Segundo o estudo realizado, o modo de ruptura da viga a ser reforçada está entre o domínio 2 e 3, isto mostra que a peça foi normalmente armada. Porém a geometria da peça possibilita um maior rendimento estrutural ainda permanecendo no modo de ruptura econômico (domínio 2 e 3), oferecendo um potencial resistivo a flexão de 90,44% com intervenções de acréscimos de armadura a tração. Porém o objetivo do caso estudado foi combater um aumento na flexão de aproximadamente 35%. Para isto foi analisado dois casos diretamente correlacionados às questões executivas do reforço estrutural, são estes:

 Cálculo do reforço com o descarregamento da viga;

 Cálculo do reforço sem o descarregamento da viga.

Analisando os casos, foi verificado que não é possível fazer o reforço com compósito de fibra de carbono com a viga carregada, pois a deformação na base da peça inviabiliza a solução com fibra de carbono. Já com um descarregamento parcial da viga de 9,24%, viabiliza a solução com compósito de fibra de carbono.

Todavia, com o descarregamento total da viga para a instalação do reforço, houve uma diferença de 50% na área de fibra. Isto demonstra que uma grande economia pode ser feita caso opte pelo descarregamento total da peça, uma vez que o compósito de fibra de carbono não é um material de baixo custo.

Também é importante destacar, que caso o momento solicitante seja maior que o 45,71% do momento solicitante inicial, a viga reforçada estará em um modo de ruptura de domínio 3, apenas.

O detalhe executivo da viga reforçada esta representada logo abaixo. Nesta mesma figura esta descriminada o reforço tanto para viga descarregada com para descarregamento parcial, o que varia são os números de camadas de fibrade carbono a ser executada, como já desmonstrado os cálculos no capitulo anterior a este.

Figura 33 – Detalhe executivo.

7 CONCLUSÃO

Este trabalho apresentou o método de reforço estrutural com o uso de compósito reforçado com fibras de carbono para combater a flexão simples. As ocorrências de patologias em estruturas de concreto armado são provenientes de uma série de fatores, e a escolha de uma solução para a reabilitação da estrutura deve ser realizada perante uma avaliação de vários critérios, entre eles: prazo de execução, mão de obra, intemperismo e avaliação do custo das diversas soluções, entre outros.

Para o dimensionamento, foi utilizada a norma estrangeira ACI 440.2R (2008), por não existir ainda nenhuma norma brasileira que seja específica para o cálculo de reforço estrutural. Optou-se por utilizar o mesmo método de cálculo adotado por Machado (2002), baseado na norma americana. Este método, tem como princípio, calcular a área de reforço necessário para combater a flexão simples, em função da deformação da base inferior da viga, de acordo com a NBR 6118/2014.

O estudo de caso realizado considerou a possibilidade de executar o reforço com ou sem o descarregamento da viga. Com a análise foi verificado que não é possível realizar o reforço sem o descarregamento da viga, pois a deformação na base da peça inviabiliza a solução com fibra de carbono. Já com um descarregamento parcial da viga de 9,24%, a solução com compósito de fibra de carbono torna-se viável. Todavia, com o descarregamento total da viga para a instalação do reforço, houve uma diferença de 50% na área de fibra. Isto demonstra que uma grande economia pode ser feita caso opte pelo descarregamento total da peça, uma vez que o compósito de fibra de carbono não é um material de baixo custo.

O estudo de novos materiais, suas técnicas e tecnologias permitem o desenvolvimento de novas soluções, tanto na construção como na reabilitação de estruturas.

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