Ensaio Experimental do PO2-N6-R

Este ensaio será descrito e analisado com maior detalhe, devido ao maior comportamento e participação na sua realização.

Após delimitar a zona a reparar no PO2-N6 e efetuados os trabalhos de limpeza, soldadura e enchimento, como é explicado em 5.3.1, reforçou-se o pilar com uma camada de bandas CFRP com a espessura de 0,177 mm, largura de 100 mm e com espaçamento de 100 mm. À semelhança do PO2-N5-R1, optou-se por deixar um espaço livre de 100 mm junto a base com o objetivo de analisar a ductilidade disponível do pilar original se não tiver mecanismo de rotura por corte, como se pode observar na figura 5.17.

a) vista geral do pilar danificado

b) vista da alma do

pilar danificado c) reforço do pilar d) pilar PO2-N6-R1

Figura 5.17 – Execução do reforço do pilar PO2-N5-R1.

Durante o ensaio a face mais danificada foi a face Este. A evolução dos danos está caraterizada na figura 5.18.

Nos ciclos iniciais, até ao drift 0,21%, a fendilhação observada foi bastante reduzida, surgindo apenas reaberturas de fendas horizontais nos banzos relativa à flexão e fendas inclinadas, fendas de corte, com pequenas espessuras nas faces laterais. As fendas horizontais surgem mais concentradas junto a base e depois vão ficando mais dispersas conforme o desenvolvimento do pilar em altura.

Ao atingir um deslocamento de topo de 19 mm (drift 1,43%) surgiram novas fendas nas faces laterais, como se pode observar na figura 5.18 b, com uma inclinação ligeiramente superior ao drift 0,21%. Essas fendas atingiram uma abertura de 0,20 mm na face oeste e 0,25 mm na face este. Nas faces norte e sul as fendas atingiram uma espessura de 0,20 mm. Na 3ª banda de fibra começou a surgir um pequeno destacamento da resina.

5.19

Nos ciclos seguintes até ao drift 2,5% continuou-se a ouvir o ruído compatível com fibras a ceder. No canto sudoeste observou-se um esmagamento ligeiro do betão. Houve uma evolução na abertura de fendas com a espessura de 0,65 mm e 0,75 mm nas faces este e oeste, respetivamente. Nos banzos, apesar de continuar uma concentração de fendas junto à base do pilar, começaram a surgir mais fendas ao longo da altura. Nessas faces a abertura de fendas atingiu os 0,50 mm.

Antes de atingir um drift 3,07%, no deslocamento de topo de 45mm, rompeu-se a segunda banda de fibras no alinhamento interior do lado sul. Ao atingir o drift 3,07%, logo no primeiro ciclo, rompeu-se a 3ª, 4ª, 5ª e 6ª bandas de fibras, por ordem crescente, no canto nordeste como se pode observar na figura 5.19 a. Posteriormente rompeu-se a 1ª camada de fibra com a mesma localização das anteriores. Após a rotura brusca das fibras e colapso das mesmas o pilar perdeu grande parte da capacidade de resistência ao corte, como se pode observar na figura 5.19. Finalmente, com o setup parado, observou-se uma elevada deterioração do betão e alguns fenómenos de encurvadura dos varões longitudinais.

a) drift 0,21% b) drift 1,43% c) drift 2,5% d) drift 3,07%

Figura 5.18 – Evolução dos danos no pilar PO2-N6-R1, vista exterior da face Este.

a) face este b) face sul c) face norte d) face oeste

5.20

A evolução dos danos na parede interior oeste podem ser observados na figura 5.20. A sua evolução foi igual ao registado no ensaio do PO2-N5-R2. Até ao drift 2,5% houve uma contenção nas fendas interiores devido a cintas de CFRP que não sofrerem danos significativos. Nos últimos ciclos, quando se dá a rotura brusca das fibras e consequente colapso, tornam-se visíveis algumas fendas na parte interior do pilar que leva a uma rápida redução da capacidade do pilar.

a) drift 0,21% b) drift 1,43% c) drift 2,5% d) drift 3,07%

Figura 5.20 – Evolução dos danos no pilar PO2-N6-R1, vista interior da face Este.

Apesar do mecanismo de rotura do pilar PO2-N6-R1 ser de corte, observou-se que para os mesmos níveis de deslocamento um acréscimo de força máxima atingida superior a 50% do pilar original (PO2-N6) que pode ser observado na figura 5.21. Logo obteve-se um comportamento com maior contribuição da flexão do que no ensaio do pilar original, apesar dos efeitos de deformação por corte que surgiram ao longo do ensaio. Mas em termos de deslocamentos o reforço teve um comportamento pouco satisfatório, visto que a ductilidade atingida foi inferior ao esperado. Ainda assim, relativamente ao deslocamento limite convencional (correspondente a uma redução de 20% do momento máximo atingido) o pilar reforçado obteve um aumento de cerca 30%.

5.21

Figura 5.21 – Comparação dos resultados experimentais do PO2-N6-R1 com PO2-N6.

Na figura 5.22, ilustra-se a comparação do pilar PO2-N6-R1 com o PO2-N5-R2, onde se constata um acréscimo da forma máxima atingida para os mesmos níveis de deslocamento superior a 50 kN. Na ductilidade atingida pode-se concluir que o pilar PO2-N6-R1 comportou-se ligeiramente melhor em relação ao pilar da série N5.

-350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 F o rç a h o ri zo n ta l (k N ) Deslocamento de topo (mm) Pilar PO2-N6 Pilar PO2-N6-R1 0.21% 0.93% 1.43% 2.14% 3.14% D1 D2 D3 D4 D5

5.22

Figura 5.22 – Comparação dos resultados experimentais do PO2-N6-R1 com PO2-N5-R2.

As diferenças indicadas no parágrafo anterior sucedem devido à diferença de quantidade de armadura transversal, porque o reforço de ambos os pilares foi exatamente o mesmo. Na execução dos pilares diferenciou-se as series N5 e N6, através do aumento do dobro da armadura na série N6 em relação à série N5 como foi descrito em 5.1.1. Logo, apesar de ambos apresentarem as disposições de armaduras transversais semelhantes das exigidas pelo eurocódigo, o pilar PO2-N6-R1 obteve um melhor comportamento. Essas diferenças também podem ser observadas na figura 5.23 que compara os resultados experimentais desses dois pilares antes do reforço.

-350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 F o rç a h o ri zo n ta l (k N ) Deslocamento de topo (mm) Pilar PO2-N6-R1 Pilar PO2-N5-R2 0.21% 0.93% 1.43% 2.14% 3.14% D1 D2 D3 D4 D5

5.23

Figura 5.23 – Comparação dos resultados experimentais do PO2-N6 com PO2-N5.