Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CARBON FIBER REINFORCEMENT POLYMER AND ITS RESPECTIVE APPLICATION TECHNIQUE FOR THE STRENGTHENING OF CONCRETE STRUCTURES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/002043
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention consists of a laminate having a polymer matrix reinforced with carbon fibres (CFRP) and the method of using the same to reinforce concrete structures. The laminate having a carbon fibre reinforced polymer matrix claimed has the shape of a clip or walking stick and comprises two or three straight segments interconnected by one or two transition zones. This product is designed for use in the field of civil engineering.

Inventors:
OLIVEIRA DE BARROS JOAQUIM ANTÓNIO (PT)
FERRAZ MARQUES DOURADO FILIPE NUNO (PT)
Application Number:
PCT/IB2016/053897
Publication Date:
January 05, 2017
Filing Date:
June 29, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
CLEVER REINFORCEMENT IBERICA- MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO LDA (PT)
UNIV DO MINHO (PT)
International Classes:
E04C5/07; E04G23/02
Foreign References:
JP2003003674A2003-01-08
JP2012207387A2012-10-25
Attorney, Agent or Firm:
VIEIRA PEREIRA FERREIRA, Maria Silvina (PT)
Download PDF:
Claims:
Reivindicações

1. Laminado de matriz polimérica reforçado com fibras de carbono apresentando forma de clip ou bengala e compreender entalhes para a inserção de folhas de fibra de carbono, material adesivo de elevada fluidez, estrutura de betão armado - viga, pilar, laje e fundação, viga com secção em T, embebimento no interior da secção, estribos, betão de recobrimento e dois ou três segmentos retilineos ligados por uma ou duas zonas de transição (Tz) .

2. Laminado de matriz polimérica reforçado com fibras de carbono de acordo com a reivindicação anterior, apresentando uma secção transversal constante com uma largura compreendida entre os 10 e os 20 mm e uma espessura de 1,4 mm.

3. Laminado de matriz polimérica reforçado com fibras de carbono de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a inclinação das extremidades pode variar entre 30 a 90 graus em relação ao eixo da viga ou plano da laje.

4. Método de reforço dos laminados de matriz polimérica reforçado com fibras de carbono descritos em qualquer uma das reivindicações anteriores, compreendendo os seguintes passos :

- Abertura de ranhura no betão de recobrimento do elemento de betão armado a reforçar;

Abertura de furos com diâmetro igual à máxima dimensão da secção transversal do laminado acrescido de entre 1,0 e 3,0 mm;

- Limpeza da ranhura e furos com ar comprimido; - Limpeza do laminado com um desengordurante;

Execução do adesivo e sua aplicação em todo o comprimento da ranhura, e aplicação de uma fina camada do referido adesivo nas faces do laminado;

Introdução da parte do laminado para reforço à flexão na ranhura, e as partes de extremidade do laminado ;

- Após a cura do adesivo, preencher os espaços entre as partes extremas do laminado e as paredes do furo com adesivo de elevada fluidez.

5. Método de reforço dos laminados de matriz polimérica reforçado com fibras de carbono de acordo com a reivindicação anterior, em que a ranhura no betão de recobrimento está compreendida entre 4,5 e 5,5 mm.

6. Utilização do laminado de matriz polimérica reforçado com fibras de carbono descrito em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, no reforço de estruturas de betão armado .

Description:
Descrição

LAMINADO DE MATRIZ POLIMERICA REFORÇADO COM FIBRA DE CARBONO E RESPETIVA TÉCNICA DE APLICAÇÃO PARA REFORÇAR ESTRUTURAS DE BETÃO

Domínio técnico

O presente pedido descreve um laminado de fibra de carbono e respetiva técnica de reforço de estruturas de betão.

Antecedentes

Em vários casos de reforço de projeto de estruturas de betão armado (BA) , a necessidade de reforço à flexão exige medidas suplementares de reforço ao corte de forma a evitar a ocorrência deste tipo de rotura que é frágil e que, em geral, não dá indicadores da sua ocorrência. Assim, nestes casos a prática de reabilitação passa pela aplicação de dois sistemas de reforço, um para a flexão e outro para o corte. Situação similar ocorre em lajes, onde por vezes a necessidade de reforço para os momentos negativos obriga ao reforço ao punçoamento.

Os dois inventores, Prof. Joaquim Barros da Universidade do Minho, e o Eng° Filipe Dourado, CEO da empresa Cléver Reinforcement Ibérica - Materiais de Construção Lda., têm intensa colaboração de investigação na área de laminados de matriz polimérica reforçados com fibra de carbono (CFRP - Carbon Fibre Reinforcement Polymer) aplicados segundo a técnica designada internacionalmente por Instalação Próxima da Superfície (NSM - Near Surface Mounted) , que em português se pode designar por "Instalação próximo da superfície". Desde o início do presente século, o Eng° Filipe Dourado tem dado colaboração à investigação realizada pelo Prof. Joaquim Barros sobre a utilização de laminados de CFRP aplicados segundo a técnica NSM para o reforço de estruturas de betão, alvenaria e madeira. A eficácia desta técnica tem sido avaliada para o reforço à flexão de vigas e lajes de betão armado (BA) [1-3] e ao corte de vigas de BA [4,5], bem como para aumentar o reforço à flexão e a capacidade de dissipação de energia de pilares de BA quando aplicada em conjunto com faixas de manta de CFRP envolvendo a secção do elemento a reforçar de forma a aumentar o confinamento do betão [6] . As condições de ligação de laminados de CFRP aplicados segundo a técnica NSM têm sido devidamente investigadas [7] . Mais recentemente a utilização conjunta de sistemas de CFRP para o reforço à flexão e ao corte foi explorada, quer do ponto de vista de investigação experimental [8] como numérica [9], tendo despoletado a oportunidade do conceito de laminado que se pretende desenvolver ao abrigo do presente projeto. A extraordinária eficácia no reforço ao corte de varões introduzidos em aberturas executadas na secção de vigas foi recentemente explorado, tendo sido demonstrado ser possível converter modos de rotura frágeis por corte em modos de rotura dúctil por flexão [10] .

O património de conhecimento adquirido pelos inventores nos últimos quinze anos no âmbito do reforço de estruturas com materiais compósitos permitiu conhecer com profundidade as vantagens e as fragilidades dos sistemas atualmente existentes. As desvantagens das técnicas de reforço que recorrem a polímeros reforçados com fibra ( FRP - Fibre- Reinforced Polymer) são fundamentalmente a sua rotura precoce por descolamento, principalmente quando se utiliza a técnica de colagem externa (EBR - Externally Bonded Reinforcement) e sua suscetibilidade a temperaturas elevadas e a atos de vandalismo. Quando aplicados segundo a técnica NSM, a capacidade de reforço dos laminados de CFRP também não é mobilizada em pleno, dada a ocorrência prematura por destacamento do betão de recobrimento onde os laminados se encontram inseridos, ou por deslizamento em relação ao substrato. crição Geral

O presente pedido descreve um laminado de matriz polimérica reforçado com fibras de carbono (CFRP) e a sua técnica de aplicação no reforço de estruturas de betão. De forma mais especifica, o pedido descreve um laminado CFRP com formato de clip, formado por três segmentos retilineos e duas zonas de transição, ou bengala, formado por dois segmentos retilineos e uma zona de transição (cotovelo) , em que os ramos de extremidade asseguram reforço ao corte em elementos tipo viga ou ao punçoamento em lajes, enquanto a restante parte do laminado assegura reforço à flexão. Este produto destina-se a ser aplicado na área da construção civil .

Os estudos analíticos e de análise numérica avançada, e os estudos paramétricos realizados com estes modelos forneceram informação privilegiada que estão na base do laminado de CFRP que agora se divulga. De facto, o laminado desenvolvido resulta da transformação do laminado produzido atualmente pela empresa Cléver Reinforcement Ibérica Materiais de Construção Lda na sua fábrica de Elvas, onde um mecanismo desenvolvido permite executar as zonas de transição (cotovelos) que garantem ao laminado as configurações com formato de clip ou formato de bengala.

Estas configurações asseguram ao laminado a capacidade para reforçar, em simultâneo, à flexão e corte vigas de BA, à flexão e punçoamento lajes de BA, e à flexão com ancoragem no caso de pilares, varandas, consolas e elementos afins. O laminado de CFRP de base apresenta uma secção transversal constante, que pode variar em largura entre os 10 e os 20 mm, sendo a sua espessura 1,4 mm.

As extremidades do laminado de CFRP são introduzidas em furos abertos na secção do elemento a reforçar, em similitude com a técnica de Embebimento no Interior da Secção (ETS-Embedded Through Section) , a qual demonstrou extraordinária eficácia no reforço de vigas de betão armado

[10] . A inclinação e o comprimento das extremidades do laminado depende do tipo de reforço a executar, pelo que são dados do projeto de reforço. O maior e mais completo programa experimental realizado até à data no reforço ao corte com laminados de CFRP aplicados segundo a técnica NSM

[4] demonstrou que a eficácia desta técnica no reforço ao corte de vigas de BA depende significativamente da inclinação dos laminados, da qualidade do betão envolvente, da percentagem de estribos existentes na viga a reforçar, e da própria rigidez do sistema de reforço. Por outro lado, os resultados dos ensaios de avaliação da eficácia da técnica ETS no reforço ao corte de vigas de BA demonstrou que devido ao facto dos elementos de reforço ficarem no interior da secção garante-se um nível de eficácia no reforço ao corte muito superior ao conseguido com as técnicas NSM e EBR. Tal deve-se ao maior confinamento proporcionado pelo betão que envolve os elementos de reforço quando se utiliza a técnica ETS, bem como a maior superfície de fratura que se desenvolve durante o processo de arranque dos elementos de reforço que atravessam as fendas de corte. Estas conclusões foram também asseguradas pelos estudos paramétricos apresentados [5]. Para avaliar o potencial do novo tipo de laminado, foram transformados manualmente laminados convencionais de CFRP, de forma a ficarem com a configuração pretendida, nomeadamente clip ou bengala, e efetuou-se um programa experimental exploratório preliminar constituído por vigas e lajes de betão armado, onde foi possível constatar a maior eficácia destes novos laminados e respetiva técnica de reforço, quando comparado com laminados e técnicas convencionais, como se ilustra pelas Figuras 7 e 8, pois a configuração em clip ou bengala com a(s) extremidade ( s ) inserida (s) no interior da secção é muito eficaz no reforço ao corte/punçoamento . Tal deve-se ao elevado confinamento que o betão envolvente confere ao laminado, a maior superfície de resistência à fratura do betão durante o processo de arranque do laminado atravessado por uma potencial fenda de corte, e o efeito de ancoragem da parte central do laminado utilizado no reforço à flexão. Por sua vez a eficácia no reforço à flexão é muito superior à conseguida com laminados convencionais de CFRP aplicados segundo a técnica NSM, pois as partes de extremidade do novo laminado, introduzidas em furos executados no interior da secção, garantem um extraordinário efeito de ancoragem à parte central do laminado usado no reforço à flexão. Assim, a zona crítica deste laminado é a transição entre os três segmentos que formam este novo laminado, dois no caso de configuração em bengala (cotovelos) . Estas zonas são efetuadas por intermédio de um mecanismo concebido para assegurar a necessária inclinação sem perda de rigidez e resistência. Essas zonas são tratadas termo-mecanicamente, ficando com configuração em trança, e são encamisadas com manga em fibra. Assim, os resultados da investigação experimental, analítica e numérica, juntamente com os ensaios exploratórios já realizados, demonstram que o laminado que se propõe tem eficácia superior ao garantido pelos existentes na atualidade. As extremidades deste novo tipo de laminado, encontrando-se inseridas na secção da peça a reforçar, estão mais protegidas da nefasta ação de temperaturas elevadas, quando comparados com os sistemas de FRP atualmente existentes no mercado. Assim, mesmo sob ação de fogo, os novos tipos de laminado funcionam como tendões, em que as suas ancoragens correspondem às zonas de extremidade do laminado que ficam embebidas no betão segundo a técnica ETS . Este tipo de laminado pode também ser utilizado no reforço à flexão de pilares e balanços/consolas, do tipo varandas e afins, com mobilização integral da resistência à tração do laminado de CFRP. Neste caso, as extremidades do laminado são inseridas, com a inclinação e comprimento de ancoragem pretendidos, em aberturas realizadas nos elementos de ligação ao pilar ou de ligação ao balanço ou consola.

O presente laminado de CFRP tem a capacidade de, simultaneamente, servir como reforço à flexão e ao corte no caso de vigas de BA, e flexão e punçoamento no caso de lajes de BA. Pode ser ainda aplicado no reforço à flexão de pilares, varandas e consolas, onde a extremidade dobrada, no caso do laminado com apenas uma das suas extremidades dobradas - designado por laminado tipo bengala - é inserida num furo executado no elemento de betão onde o laminado ficará ancorado. A capacidade de reforço deste laminado é superior a qualquer sistema de FRP existente atualmente no mercado, dado que a extensão máxima de tração possível de ser mobilizada é próxima da extensão última de tração do material, sendo na maior parte dos casos possível de alcançar a extensão última, tal como observado nos ensaios experimentais exploratórios já executados, bem como nas simulações numéricas realizadas. A técnica de reforço para a aplicação deste novo tipo de laminado contribui também para a sua maior eficácia de reforço, dado que para além dos benefícios derivados da boa ancoragem do laminado, as suas extremidades encontram-se protegidas da ação nefasta de temperaturas elevadas, pelo que o laminado, mesmo sob ação de fogo, desenvolve uma capacidade de reforço, como se se tratasse de um tendão, muito superior à conseguida por qualquer sistema de FRP existente. O recurso a adesivo epóxi (S&P 55) que preenche os espaços entre o laminado e o substrato na zona dos furos apenas por efeito do seu peso próprio, dada a sua elevada fluidez, proporciona um preenchimento mais completo e rápido do que os sistemas de fixação existentes na atualidade.

Ao longo deste pedido considera-se que uma elevada fluidez equivale a uma viscosidade compreendida entre 850 e 1150 mPa*s .

A natureza do novo tipo de laminado e da técnica de reforço tem por base a acumulação de conhecimento sólido suportado em investigação experimental, numérica e analítica realizada durante os últimos 15 anos na área dos FRP no reforço de estruturas. Essa investigação demonstrou que os laminados de CFRP de secção retangular, aplicados segundo a técnica NSM, são mais eficazes no reforço à flexão do que os sistemas aplicados segundo a técnica EBR. Tal advém do facto do laminado se encontrar confinado dentro de um entalhe realizado no betão de recobrimento, pelo que o seu destacamento por descolamento, observados nos sistemas aplicados segundo a técnica EBR, não se observa no laminado aplicado segundo a técnica NSM. Para além disto, os modelos analíticos e numéricos demonstram que quanto maior é a razão entre o perímetro do laminado e a área da sua secção transversal, maior é a sua capacidade de fixação ao betão do substrato [2] . No entanto, a elevada concentração de tensões nas extremidades dos laminados de CFRP aplicados segundo a técnica NSM conduz à ocorrência de destacamento do betão de recobrimento, que se inicia nessas zonas e progride ao longo de praticamente todo o laminado [3] . Tal limita o potencial de reforço do laminado, dado que a extensão máxima mobilizada pode ser significativamente inferior à extensão última de tração do laminado. Assim, dotando o laminado de extremidades dobradas, inseridas em furos executados na secção da peça a reforçar, evita-se esse destacamento precoce, e protege-se as zonas críticas do laminado da nefasta ação de temperaturas elevadas típicas de um fogo.

Por outro lado, a investigação realizada no reforço ao corte com laminados de CFRP aplicados segundo as técnicas NSM e ETS demonstrou que a eficácia de reforço é maior quando se utiliza a técnica ETS, dado o maior confinamento assegurado pelo betão envolvente [10] . Por tal facto, no laminado que se propõe, as suas extremidades são aplicadas segundo os princípios da técnica ETS, mas agora recorrendo ao laminado de seção retangular pelo facto já indicado desta geometria assegurar melhores condições de fixação do que reforços de secção circular. Para além deste aspeto, o adesivo a aplicar nestas zonas, de elevada fluidez, garantirá um mais rápido e completo preenchimento dos espaços entre o laminado e o substrato envolvente. Intervalos e variações possíveis

A eficácia e rentabilidade da técnica de reforço depende do nível de rigor garantido para o comprimento e inclinação das extremidades do laminado requeridas, bem como da qualidade e rigor no processo de execução das zonas de transição. No entanto, um erro inferior a 10% quer na inclinação como do comprimento das extremidades não afeta significativamente o desempenho do novo tipo de laminado e respetiva técnica de reforço, bem como a rapidez de execução desta técnica. Igual nível de erro é admitido na execução do furo para aplicação das extremidades do laminado, bem como do seu diâmetro. Estas tolerâncias relativamente elevadas são justificadas pela adequada flexibilidade da zona de transição do laminado, a qual permite algum ajuste em obra no que respeita à inclinação das extremidades do laminado. A inclinação das extremidades do laminado podem variar de 30 a 90 graus com o eixo da viga (ou plano da laje, devendo ser o mais próximo da ortogonal às fendas de corte (no caso de vigas) ou de punçoamento (no caso de lajes) . Tendo em conta os modos de rotura por corte e punçoamento observados em vigas e lajes de betão armado, respetivamente, a inclinação das extremidades do laminado deverá ser próxima de 45 graus, mas uma variação de +/- 15 graus é perfeitamente aceitável (isto é inclinações de 30 a 60 graus), e a adoção de extremidades verticais (ortogonais ao eixo da viga ou ao plano da laje) pode ser uma alternativa ainda eficaz quando dificuldades na execução de furos inclinados sejam um obstáculo considerável por motivos técnico/económicos. O comprimento de cada um das partes que formam o laminado, está totalmente dependente das condições do projeto de reforço, mas um erro de 10% não compromete a sua eficácia de reforço. No entanto, quando maior for o comprimento de embebimentos das extremidades do laminado na secção dos elementos de BA a reforçar, maior é a eficácia de reforço ao corte/punçoamento .

Breve descrição das figuras

Para uma mais fácil compreensão da técnica juntam-se em anexo as figuras, as quais, representam realizações preferenciais que, contudo, não pretendem limitar o objeto do presente pedido.

A figura 1 ilustra um laminado de CFRP do tipo clip.

A figura 2 ilustra um laminado de CFRP do tipo bengala.

A figura 3 ilustra uma aplicação de laminado do tipo clip no reforço simultâneo à flexão e corte de vigas de betão armado .

A figura 4 ilustra uma aplicação de laminado do tipo clip no reforço simultâneo à flexão e punçoamento de lajes de betão armado.

A figura 5 ilustra uma aplicação de laminado do tipo clip no reforço simultâneo à flexão de pilares de betão armado com ancoragem das extremidades do laminado.

A figura 6 ilustra uma aplicação de laminado do tipo bengala no reforço aos momentos negativos de estruturas de betão armado em balanço, dando-se o exemplo de uma varanda.

A figura 7 ilustra um reforço da viga. A figura 8 ilustra um ensaio exploratório de utilização dos novos tipos de laminados no reforço à flexão e punçoamento de lajes de BA: a) configuração dos laminados; b) rotura por corte na laje de referência; c) rotura por flexão na laje reforçada com aumento de 30% na capacidade de carga e 33% na capacidade de deformação, utilizando uma pequena percentagem, executados por um processo manual de transformação dos laminados.

Descrição de formas de realização

Em seguida, algumas formas de realização vão ser descritas de forma mais pormenorizada, as quais não pretendem contudo limitar o âmbito do presente pedido.

O presente pedido descreve laminados de CFRP como os ilustrados nas Figs. 1 e 2, bem como a técnica de reforço de estruturas de betão recorrendo a estes laminados.

Tipos de laminados

Os laminados ilustrados nas Figs. 1 e 2 são elaborados a partir de laminados com secção transversal l,4xl0mm 2 ou 1,4x20 mm 2 . A transformação, executada por um automatismo, introduz as zonas de transição (Tz) , cotovelos, representadas nas referidas figuras, podendo o laminado ficar com a forma de clip (Fig. 1) ou forma de bengala (Fig. 2) . A zona de transição é executada por intermédio de tratamento termo-mecânico, em que por elevação de temperatura, em forno existente no mecanismo, o adesivo entra em regime viscoso, de forma a ser possível garantir a inclinação pretendida à extremidade do laminado. Este processo é seguido de aplicação de movimento rotativo à parte formada pela zona de transição e sua correspondente extremidade do laminado, enquanto a outra parte do laminado mantêm-se fixa, introduzindo-se desta forma uma configuração em trança à zona de transição. Esta zona é em seguida banhada por um adesivo e encamisada por manga de fibra de forma a ficar com a rigidez pretendida, finalizando-se o processo por intermédio da cura desta zona .

Na figura 1 está ilustrada precisamente uma representação do laminado de CFRP em forma de clip com as suas duas extremidades dobradas, podendo formar diferentes inclinações (Θ1 e Θ2) . O laminado é formado por três ramos: o central de comprimento Lb, que tem a função fundamental de garantir reforço à flexão do elemento de BA a reforçar; as duas extremidades, cujo comprimento pode ser distinto, Lsl e Ls2, que têm como principal objetivo reforçar ao corte. Estes ramos estão ligados por uma zona de transição (TZ), que resulta de um tratamento termo-mecânico complementado com encamisamento em fibra de forma a garantir a resistência e rigidez necessária para evitar roturas precoces em consequência do desenvolvimento de gradiente de tensões provocado pela variação de orientação das partes do laminado e existência de distintas condições de ancoragem nas partes do laminado.

Já na figura 2 está ilustrada uma representação do laminado de CFRP em forma de bengala com uma extremidade dobrada, podendo tomar a orientação que se pretenda. O laminado é formado por dois ramos, um com comprimento Lb para o reforço à flexão, e o outro com comprimento Ls que pode servir para o reforço ao corte e/ou para garantir a adequada ancoragem à parte do laminado de reforço à flexão. Estes ramos estão ligados por uma zona de transição (TZ) . Técnica de reforço

A técnica de reforço consiste em instalar a parte do laminado dedicada ao reforço à flexão (Lb nas Figs . 1 e 2) numa ranhura efetuada no betão de recobrimento do elemento de BA a reforçar (zona com comprimento LI e L2 indicada na Fig. 3a) e na instalação da(s) extremidade ( s ) do laminado em furos previamente abertos na secção do elemento a reforçar (Fig. 3a, 3e e 3f) . Após a execução da ranhura e dos furos, estes são limpos recorrendo a ar comprimido ou outra técnica equivalente. A ranhura deverá ter uma largura (ag) entre 4.5 a 5.5 mm (Fig. 3g) e uma altura (bg) igual à do laminado adicionada de entre 1,0 e 3,0 mm (Fig. 3g) . Por sua vez o diâmetro do furo deverá ser igual à maior dimensão da secção do laminado adicionado de entre 1,0 e 3,0 mm (Fig. 3f) . Antes de introduzir o laminado na ranhura e nos furos, o laminado é limpo com desengordurante . O adesivo para fixação da parte Lb do laminado ao betão, S&P 220, é produzido de acordo com as recomendações do fabricante do adesivo, podendo ser utilizado outro adesivo desde que se demonstre por ensaios de arranque que garante condições iguais ou superiores de fixação do laminado ao betão, e aplicado com espátula, bisnaga ou mecanismo dotado de bico para preencher completamente a ranhura com o adesivo, ao longo de todo o comprimento Lb e parte da zona de transição de forma a selar a parte inferior dos furos. Nas faces laterais do laminado (de 10 ou 20 mm de largura) , ao longo do comprimento Lb, é aplicada uma fina camada de adesivo, sendo o laminado imediatamente introduzido na ranhura e respetivos furos. Após os laminados terem sido aplicados, e assegurando-se um período de cura do adesivo de pelo menos 24 horas, é introduzido por gravidade, na parte superior dos furos, um adesivo de elevada fluidez para fixar as extremidades do laminado ao betão envolvente (Fig. 3e, 3f e 3h) . O período de cura dos dois tipos de adesivos utilizados deverá ser o indicado pelo fabricante destes adesivos.

Os laminados em forma de clip são especialmente indicados para o reforço simultâneo à flexão e corte de vigas. No exemplo indicado na Fig. 3a, uma viga de secção T é reforçada para os momentos positivos e para o esforço transverso, recorrendo a um laminado clip (LI) disposto ao longo do plano de simetria longitudinal da viga, como ilustrado na Fig. 3c, e por dois laminados tipo clip (L2) dispostos ao longo da viga, próximo às faces laterais da viga, como ilustrado na Fig. 3b. Ao longo do comprimento LI a viga está reforçada à flexão com 3 laminados, como ilustrado nas Fig. 3a e 3d, enquanto nos comprimentos L2 a viga dispõe apenas de 2 laminados para o reforço à flexão, como ilustrado na Fig. 3a e 3c. A parte central dos laminados (Lb) garante reforço à flexão, e oferece resistência à propagação das fendas de flexão (Crf ) , enquanto as partes de extremidade dos laminados (Ls) garantem reforço ao corte e asseguram adequada ancoragem à parte central do laminado, oferecendo resistência à abertura e deslizamento das fendas de corte (Crs) . As partes laterais do laminado, inclinadas, ficam inseridas em furos abertos na secção da viga, com diâmetro igual ao maior lado da secção do laminado, bf, como ilustrado na Fig. 3g mais aproximadamente 2 mm, como ilustrado na Fig. 3e. Após a instalação do laminado, o furo é preenchido por adesivo de elevada fluidez de forma a preencher por gravidade os espaços existentes entre o laminado e a parede do furo, como ilustrado na Fig. 3h e 3f. Os laminados tipo clip, como ilustrado na Figura 4, são também propostos para o reforço simultâneo à flexão e punçoamento de lajes de BA. Os ramos centrais são utilizados para o reforço à flexão mas também garantem ancoragem aos ramos de extremidade, enquanto estes ramos de extremidade têm a principal função de reforço ao punçoamento e de ancoragem ao ramo central de reforço à flexão. Os ramos centrais oferecem resistência à propagação de fendas de flexão (CRf ) , enquanto os ramos de extremidade oferecem resistência à abertura e deslizamento das fendas de corte (CRs) .

Os laminados em forma de clip ou bengala, conforme ilustrado na figura 5, podem também ser usados para o reforço à flexão de pilares, onde a parte não inclinada tem a função de reforço à flexão e a(s) de extremidade de garantir a ancoragem necessária de forma a que o reforço à flexão seja efetivo, evitando o seu destacamento precoce.

Os laminados em forma de bengala, conforme ilustrado na figura 6, são especialmente indicados para o reforço aos momentos negativos de balanços, como é o caso do exemplo de varandas indicado na referida figura. A parte horizontal do laminado garante o reforço à flexão pretendida, e a extremidade, com comprimento La, assegura a ancoragem pretendida ao laminado.

A figura 7 ilustra a configuração de reforço de vigas de BA adotado no programa experimental em curso.

A figura 8 ilustra a configuração de reforço de lajes de BA adotado no programa experimental em curso - Fig. 8a, modos de rotura frágil por punçoamento registado na laje de referência, como ilustrado na Fig. 8b e modo de rotura dúctil por flexão na laje reforçada com os novos tipos de laminado de CFRP, como ilustrado na Fig. 8c.

Re erências

1. Sena-Cruz, J.M.; Barros, J.A.O.; Coelho, M.; Silva, L.F.F.T., "Efficiency of different techniques in flexural strengthening of RC beams under monotonic and fatigue loading", Construction and Building Materials Journal, 29, 275-182, 2011.

2. Barros, J.A.O.; Dias, S.J.E.; Lima, J.L.T., "Efficacy of CFRP-based techniques for the flexural and shear strengthening of concrete beams", Cement and Concrete Composites Journal, 29(3), 203-217, March 2007.

3. Barros, J.A.O., Fortes, A.S., "Flexural strengthening of concrete beams with CFRP laminates bonded into slits", Cement and Concrete Composites Journal, 27(4), 471-480, 2005.

4. Dias, S.J.E.; Barros, J.A.O., "Shear strengthening of RC beams with NSM CFRP laminates: experimental research and analytical formulation", Composite Structures Journal, 99, 477-490, 2013.

5. Bianco, V., Barros, J.A.O., Monti, G., "Three dimensional mechanical model to simulate the NSM FRP strips shear strength contribution to a RC beam: parametric studies", Engineering and Structures, 37, 50-62, 2012.

6. Perrone, M., Barros, J.A.O., Aprile, A., "CFRP-based strengthening technique to increase the flexural and energy dissipation capacities of RC columns", ASCE Composites for Construction Journal, 13(5), 372-383, October 2009.

7. Costa, I.G.; Barros, J.A.O., "Criticai analysis of fibre-reinforced polymer near-surface mounted double-shear pull-out tests", Strain - An International Journal for Experimental Mechanics, doi: 10.1111/str .12038 , 2013.

8. Costa, I.G., Barros, J.A.O., "Flexural and shear strengthening of RC beams with composites materiais - the influence of cutting steel stirrups to install CFRP strips", Cement and Concrete Composites Journal, 32, 544- 553, 2010.

9. Barros, J.A.O.; Costa, I. G.; Ventura-Gouveia, A., "CFRP flexural and shear strengthening technique for RC beams: experimental and numerical research", Advances in Structural Engineering Journal, 14(3), 559-581, 2011.

10. Barros, J.A.O.; Dalfré, G.M., "Assessment of the effectiveness of the embedded through-section technique for the shear strengthening of RC beams", Strain International Journal, 49(1), 75-93, 2013.

A presente tecnologia não é, naturalmente, de modo algum restrita às formas de realizações descritas neste documento e uma pessoa com conhecimentos da área poderá prever muitas possibilidades de modificação da tecnologia sem se afastar da ideia geral, tal como definido nas reivindicações.

Todas as formas de realização acima descritas são obviamente combináveis entre si. As seguintes reivindicações definem adicionalmente formas de realização preferenciais .