Reforço de lajes de betão armado usando pós-tensãocom ancoragens por aderência

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Civil,Especialidade Estruturas

O uso de lajes fungiforme de betão armado é uma solução comum, uma vez que este tipo de laje é económica e é de construção fácil e rápida. A principal desvantagem deste sistema estrutural é a elevada concentração de tensões na zona de ligação pilar/laje. Este trabalho visa apresentar uma investigação experimental, cujo objectivo foi estudar um sistema de reforço de lajes fungiformes de betão armado que permita resolver simultaneamente a maioria dos problemas que possam surgir. O sistema de reforço proposto permite uma redução das deformações e fendilhação, assim como redução de esforços de flexão, corte e punçoamento. Consiste na introdução de pós-tensão com ancoragens por aderência entre um cordão de aço de alta resistência e o elemento de betão, usando para tal um agente de aderência. Este método traz algumas vantagens em relação ao reforço tradicional com pré-esforço, tais como: não tem ancoragens exteriores permanentes; é mais barato e fácil de instalar; não compromete a estética e espaço utilizável; enquanto que no sistema de reforço com pré-esforço tradicional existem forças concentradas junto às ancoragens, neste sistema as tensões nas zonas de ancoragem são introduzidas gradualmente ao longo de um comprimento de transmissão. Para desenvolver o sistema foram realizados ensaios de pull-out e push-in. Os cordões foram selados em furos executados em blocos de betão, sendo posteriormente selados com um agente de aderência (baseados em resinas epoxídicas e numa calda de cimento) com vários comprimentos de selagem, assim como ensaios de longo prazo, que permitem o estudo do comportamento da ligação ao longo da vida útil da ligação. Os ensaios pull-out e push-in foram complementados com uma análise teórica que permitiu justificar a utilização de um modelo de tensões uniformes. Com base nos resultados obtidos, foram então realizados os ensaios em lajes, medindo 2300x2300 mm2 com 100 mm e 120 mm de espessura, sem armadura específica de punçoamento, com pré-esforço unidireccional e bidireccional, sendo que algumas delas foram ensaiadas à pós-rotura ao punçoamento. Os resultados foram comparados com uma análise de elementos finitos usando modelos tridimensionais e que simulam ¼ de laje, simulando também o comportamento não linear dos materiais, tendo-se obtido resultados razoáveis quando comparados com os resultados experimentais. São apresentados os resultados em termos de capacidade de carga, esforços resistentes, extensões das armaduras e deslocamentos das lajes, sendo feita uma comparação com o preconizado no ACI 318-08, na NP EN 1992-1-1(2010) e no MC2010. Foi elaborado um exemplo prático de dimensionamento de uma laje fungiforme, onde se apresenta uma metodologia de cálculo e dimensionamento para este tipo de reforço. Finalmente, pode-se afirmar que o sistema é viável para ser utilizado em aplicações práticas.

Fundação para a Ciência e Tecnologia - Bolsa de Doutoramento SFRH/BD/37538/2007