OBJECTIVOS

Este trabalho tem por objectivo apresentar e analisar um novo sistema de reforço de elementos de betão armado usando pré-esforço e sua aplicação no reforço de lajes fungiformes de betão armado. A motivação prende-se com a necessidade de desenvolver métodos de reforço de estruturas que resolvam os problemas relativos aos estados limites últimos, mas que simultaneamente melhorem o comportamento em utilização, nomeadamente no que diz respeito à deformação e à fendilhação. Na maior parte dos casos, a primeira evidência de que algo de mal se passa numa estrutura ou elemento é a excessiva deformação e fendilhação. A partir destas evidências, surge a necessidade de avaliar o estado geral da estrutura, verificando-se se a excessiva deformação e fendilhação estão associadas a deficiências que comprometem a segurança aos Estados Limites Últimos, nomeadamente: deficiências de armaduras, deficiências das características dos materiais e mesmo deficiências ao nível das dimensões dos elementos. Desta forma, o ideal será encontrar um sistema de reforço que permita solucionar ambos os tipos de problemas, ou seja, problemas que surgem na utilização e problemas relacionados com níveis de segurança relativamente à rotura da estrutura.

A maior parte dos sistemas de reforço são do tipo passivo, pelo que solucionam principalmente problemas relativos com a rotura. De entre os sistemas activos, surgem os que usam pré-esforço com aço de alta resistência ou com polímeros reforçados com fibras. O pré-esforço com polímeros reforçados com fibras apresenta algumas desvantagens, como por exemplo, o facto de não se poderem adoptar traçados adequados. Assim, neste trabalho apresenta-se um sistema de reforço que recorre ao pré-esforço com cordões de aço ancorados ao betão com um agente de aderência, funcionando como uma ancoragem por aderência.

O reforço com pré-esforço exterior tradicional é um sistema que é instalado exteriormente aos elementos a reforçar, em que os cabos ou barras estão ligados à estrutura nas extremidades e as forças necessárias para o reforço são transferidas para os elementos a reforçar através das ancoragens e de desviadores. Variando o andamento dos cabos ou barras, é possível localizar as forças resultantes do pré-esforço de acordo com as necessidades estruturais. A aplicação de pré-esforço exterior, como técnica de reforço de elementos de betão armado, pode ser usada com cordões não aderentes, ligados aos

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elementos, apenas nas zonas das ancoragens e nas zonas de desvio da direcção do traçado.

O sistema proposto pretende eliminar algumas das desvantagens do sistema tradicional de reforço com pré-esforço exterior, tais como a inexistência de ancoragens permanentes, tornando o sistema mais económico; a inexistência de forças concentradas nas ancoragens, as quais são substituídas por forças distribuídas ao longo do comprimento de transmissão da força de pré-esforço por aderência; a minimização dos efeitos estéticos da colocação de desviadores e ancoragens permanentes e a ocupação de espaço que estas implicam.

Para que o sistema seja eficaz e se obtenham melhores resultados, os cordões deverão estar posicionados junto às faces dos pilares, ou se possível sobre estes. A introdução do pré-esforço nos elementos é feita usando ancoragens por aderência entre os cordões de pré-esforço e os elementos de betão, usando agentes de aderência para o efeito. Estes agentes de aderência podem ser materiais poliméricos ou materiais cimentíceos.

Este sistema está patenteado, designando-se por ―Sistema de pós-tensão com ancoragens por aderência para estruturas de betão‖, sob o número PAT 103785 A (2009) [103] e insere-se nos sistemas de reforço por adição de pré-esforço.

De acordo com o objectivo pretendido para este trabalho, foi necessário estabelecer as seguintes metas:

 Reunir informação a partir de bibliografia existente no que diz respeito aos vários tipos de reforço de lajes de betão armado, evidenciando vantagens e desvantagens de cada um deles, elaborando-se um estado do conhecimento;

 Reunir informação a partir de bibliografia existente no que diz respeito ao comportamento de ancoragens de cordões, de varões roscados e varões de armadura ordinária selados com agentes de aderência à posteriori, elaborando-se um estado do conhecimento;

 Reunir informação a partir de bibliografia existente no que diz respeito ao efeito do pré- esforço no comportamento ao punçoamento e pós-rotura ao punçoamento, elaborando-se um estado do conhecimento;

 Desenvolvimento de um conjunto de acessórios que permitam a aplicação do sistema de reforço;

 Realizar um conjunto de ensaios para caracterizar o comportamento de cordões de pré-esforço quando selados com agentes de aderência. Os ensaios necessários para a caracterização do comportamento aderente são ensaios de pull-out, ensaios de push-in e ensaios para o estudo do comportamento da ancoragem a longo prazo. Complementarmente, elaborar uma análise teórica para o estudo do comportamento aderente.

 Realizar ensaios em modelos de laje onde se aplica o sistema de reforço proposto, baseado nos resultados dos ensaios de aderência, por forma a determinar os ganhos em termos de capacidade de carga ao punçoamento e comparar os resultados obtidos experimentalmente com previsões regulamentares.

 Realizar ensaios pós-rotura para averiguar a eficácia do sistema proposto naquela situação, comparar os resultados experimentais com modelos empíricos e proposta de um modelo de cálculo adaptado ao sistema proposto;

 Elaborar uma análise numérica, recorrendo a elementos finitos tridimensionais não lineares, que permitem modelar o comportamento observado experimentalmente;  Estabelecer critérios de projecto e execução do sistema proposto.