Autor |
Grings, Guilherme Gregio; |
Lattes do autor |
http://lattes.cnpq.br/6898563820146505; |
Orientador |
Tutikian, Bernardo Fonseca; |
Lattes do orientador |
http://lattes.cnpq.br/9916860252080305; |
Instituição |
Universidade do Vale do Rio dos Sinos; |
Sigla da instituição |
Unisinos; |
País da instituição |
Brasil; |
Instituto/Departamento |
Escola Politécnica; |
Idioma |
pt_BR; |
Título |
Reforço à flexão de vigas em concreto armado com a utilização de chapas pré-fabricadas em UHPC; |
Resumo |
O presente estudo investiga o uso de chapas pré-fabricadas em Ultra-High
Performance Concrete (UHPC) como solução para reforço à flexão de vigas de
concreto armado. O UHPC é um material cimentício avançado que apresenta alta
resistência à compressão, elevada tenacidade e durabilidade superior em ambientes
agressivos, o que o torna uma alternativa viável para o reparo e reforço estrutural. A
pesquisa foi desenvolvida com uma abordagem experimental, iniciando-se por uma
revisão bibliográfica aprofundada sobre os métodos convencionais de reforço
estrutural, como encamisamento em concreto armado, aplicação de chapas metálicas
e reforço com fibras de carbono, permitindo uma comparação direta entre essas
soluções e o potencial do UHPC. A etapa experimental envolveu a fabricação de vigas
de concreto armado e chapas de UHPC, com variação na presença de armadura
interna nessas chapas. Para a fixação dos reforços às vigas, foram empregados
métodos químicos e mecânicos, visando garantir a aderência entre os materiais e
avaliar a influência da colagem na eficiência do reforço. Os ensaios estruturais foram
realizados por meio de testes de flexão em quatro pontos, permitindo analisar a
capacidade resistente dos elementos reforçados, suas deformações e os padrões de
fissuração apresentados ao longo do carregamento. Os resultados obtidos
demonstraram que as vigas reforçadas com chapas de UHPC com armadura
apresentaram desempenho 224% superior em comparação às vigas de referência
sem reforço, destacando-se a menor abertura de fissuras e a maior resistência à
flexão no ELS. Com base na análise dos resultados, foi possível concluir que o uso
de chapas pré-fabricadas em UHPC como reforço estrutural representa uma solução
promissora, unindo elevado desempenho mecânico, menor impacto arquitetônico e
maior durabilidade quando comparado aos sistemas tradicionais. Além disso, a
pesquisa evidencia que o método proposto permite a aplicação prática do UHPC em
obras de reabilitação estrutural, otimizando custos e facilitando a execução no canteiro
de obras. Assim, este estudo contribui para o avanço das técnicas de reforço estrutural
e abre espaço para novas aplicações do UHPC no setor da engenharia civil.; |
Abstract |
This study investigates the use of prefabricated Ultra-High Performance Concrete
(UHPC) panels as a solution for flexural strengthening of reinforced concrete beams.
UHPC is an advanced cementitious material that exhibits high compressive strength,
elevated toughness, and superior durability in aggressive environments, making it a
viable alternative for structural repair and strengthening. The research was developed
through experimental approaches, beginning with an in-depth literature review on
conventional strengthening techniques, such as reinforced concrete jacketing,
application of steel plates, and carbon fiber reinforcement. This review enabled a direct
comparison between these traditional methods and the potential of UHPC. The
experimental phase involved the fabrication of reinforced concrete beams and UHPC
panels, with variations in the presence of internal reinforcement within the panels.
Chemical and mechanical anchoring methods were employed to bond the
strengthening elements to the beams, aiming to ensure material adhesion and
evaluate the influence of bonding on the efficiency of the reinforcement. Structural
testing was conducted using four-point bending tests, allowing for the assessment of
the load-bearing capacity of the strengthened elements, their deformations, and the
crack patterns observed throughout loading. The results demonstrated that beams
strengthened with reinforced UHPC panels exhibited a performance increase of 224%
compared to unstrengthened reference beams, particularly showing reduced crack
widths and higher flexural resistance under serviceability limit states (SLS). Based on
the analysis of the results, it was concluded that the use of prefabricated UHPC panels
as structural reinforcement represents a promising solution, combining high
mechanical performance, minimal architectural impact, and enhanced durability when
compared to traditional systems. Furthermore, the study highlights that the proposed
method enables the practical application of UHPC in structural rehabilitation projects,
optimizing costs and facilitating on-site execution. Thus, this research contributes to
the advancement of structural strengthening techniques and paves the way for new
UHPC applications in the civil engineering field.; |
Palavras-chave |
Reforço; UHPC; Vigas; Concreto armado; Desempenho; Flexão; Fixação química; Ligação mecânica; Strengthening; Beams; Reinforced concrete; Performance; Flexure; Chemical bonding; Mechanical anchorage; |
Área(s) do conhecimento |
ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Civil; |
Tipo |
Dissertação; |
Data de defesa |
2025-04-30; |
Agência de fomento |
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior; |
Direitos de acesso |
openAccess; |
URI |
http://repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/13735; |
Programa |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil; |