1 Introdução, Motivação de pesquisa, Objetivos e Estrutura do documento
1.4 Estrutura do documento
O relatório de estágio será dividido em 11 capítulos, que permitem dividir o conteúdo deste documento de forma clara e de fácil leitura.
Este relatório de estágio não pretende descrever unicamente as atividades que foram desenvolvidas durante o estágio, mas sim fazer uma análise de uma solução e explorá-la tecnicamente no âmbito do Mestrado de Engenharia Civil. A solução escolhida foi o reforço estrutural com compósitos de fibra de carbono, pelo que a estrutura do documento passa pelo estudo da solução em termos teóricos e práticos.
O Capítulo 1 faz referência à introdução do tema do relatório de estágio, à motivação de pesquisa, aos objetivos e à estrutura do documento. Pretende-se com este capítulo, uma abordagem de contextualização da necessidade de inovar em soluções sob o ponto de vista da sustentabilidade.
O Capítulo 2 inicia a matéria teórica que envolve a questão do reforço estrutural, fazendo uma pequena abordagem histórica do surgimento da nova tecnologia, alvo de conteúdo deste documento. São apresentadas, nesse capítulo, as tecnologias de reforço convencionais, como o aumento de secção de betão e reforço com armaduras metálicas e a tecnologia de reforço com armaduras não metálicas, mais especificamente, o reforço com compósitos de fibras. São destacadas as vantagens e desvantagens de cada uma delas e as suas respetivas características.
O Capítulo 3 desenvolve o conceito de compósito de FRP (Fiber Reinforced Polymer), fazendo destaque aos elementos que constituem o mesmo. Expõe-se a definição de material compósito, os fatores a considerar para o bom comportamento do compósito, as características técnicas dos
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elementos, a análise teórica das propriedades das fibras e em particular a importância de cada um dos elementos para o processo de reforço.
O Capítulo 4 pretende mostrar a aplicabilidade dos compósitos de FRP, isto é, a que tipo de estruturas se aplica e a que tipo de esforços se pode reforçar com compósitos de fibra. No conteúdo deste capítulo são referidos os principais esforços que devem ser avaliados, os cuidados na consideração das propriedades mecânicas, com especial atenção à tensão de tração e ao módulo de elasticidade, a sequência de aplicação de compósitos e abordagem de dois sistemas de reforço compósito externo.
O Capítulo 5 tem como objetivo permitir que o leitor conheça quais os documentos vigentes que existem para o dimensionamento de soluções com FRP. Referem-se os principais países que têm avançado na tecnologia FRP, bem como a documentação originária de cada um deles. Neste capítulo, faz-se um estudo do modelo de dimensionamento à flexão e ao corte, baseado no Bulletin 14 fib:01, por ser um documento utilizado na Europa e no Brasil. No final do capítulo faz-se um comentário comparativo entre o dimensionamento teórico e o dimensionamento na prática.
O Capítulo 6 faz referência a um dos aspetos mais controversos nos sistemas de reforço com compósitos de fibra de carbono. Após a leitura e estudo de documentos científicos e artigos publicados, é apresentada a situação de verificação de incêndio em estruturas reforçadas com FRP.
São também apresentadas algumas soluções comuns de proteção de sistemas compósitos ao fogo.
O Capítulo 7 baseia-se numa tarefa que foi solicitada no plano de trabalhos do estágio curricular.
Foi solicitada uma comparação dos produtos da empresa com os produtos da principal concorrência no Brasil. Neste capítulo constam apenas os principais aspectos técnicos, sendo que por questões de confidencialidade, as conclusões comerciais não puderam ser apresentadas neste documento. A comparação referida neste documento diz respeito única e exclusivamente à leitura e interpretação das fichas técnicas de produto fornecidas pelos fabricantes, e sendo esses documentos do domínio público, não houve necessidade de omitir as empresas comparadas.
O Capítulo 8 apresenta dois ensaios de referência com sistemas de reforço da empresa Sika. O primeiro ensaio foi apresentado por Juvandes (2002), em que é feito um ensaio à tração de um laminado pré-fabricado (lâmina) para comparação dos resultados da tensão de rotura, extensão de rotura e módulo de elasticidade obtidos experimentalmente e os valores divulgados na ficha técnica da Sika. O segundo ensaio foi realizado pela Sika Services AG, em que foi ensaiado um tecido (unidirecional impregnado com adesivo) à força de tração, com o objetivo de determinar o módulo de elasticidade e extensão, de acordo com os requisitos estipulados na EN ISO 527-5:2009.
7 O Capítulo 9 apresenta um caso de estudo de reforço, onde se teve a oportunidade de acompanhar a fase de conceção do projeto e a execução do respetivo reforço. São apresentadas as dificuldades que se encontram na maioria dos casos de reforço, o processo de dimensionamento realizado em gabinete de projeto e todos os detalhes na execução da aplicação do reforço FRP.
O Capítulo 10 faz menção a dois programas de dimensionamento de FRP. Ambos da autoria da Sika, sendo um deles a versão atual e o outro uma versão que se pretende implementar em substituição. São apresentadas as simulações realizadas em ambos os programas e a análise dos resultados obtidos. O ponto mais importante deste capítulo é avaliar a viabilidade no uso de programas de dimensionamento.
O Capítulo 11 apresenta as conclusões gerais de todo o processo de estágio e do conhecimento adquirido através do mesmo. São feitas conclusões pontuais, consideradas de maior relevância. São também apresentados os resultados para a companhia da realização do estágio e considerações para futuros trabalhos no campo do reforço estrutural com compósitos de fibras.
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