Vigas de concreto armado reforçadas com CFRP em situação de incêndio: modelo numérico

Carlos, Thiago Brazeiro; Silva, Valdir Pignatta e

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Revista IBRACON de Estruturas e Materiais

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Sumário

ORIGINAL ARTICLE • Rev. IBRACON Estrut. Mater. 16 (2) • 2023 • https://doi.org/10.1590/S1983-41952023000200002 copiar

Vigas de concreto armado reforçadas com CFRP em situação de incêndio: modelo numérico

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Resumo

Os Polímeros Reforçados com Fibras de Carbono (CFRP) possuem excelente desempenho à flexão no reforço e reabilitação de estruturas de concreto armado. No entanto, sabe-se que os sistemas de reforço de CFRP são muito vulneráveis à alta exposição térmica. Para fornecer uma melhor compreensão do seu comportamento em incêndio e preencher lacunas da área, o estudo propõe o desenvolvimento de um modelo tridimensional de elementos finitos consistente, capaz de simular o comportamento à flexão de vigas de concreto armado, reforçadas com CFRP, sob condições de temperatura ambiente e de incêndio. Para atingir os objetivos, simulações numéricas, térmicas e mecânicas, foram realizadas para validar os modelos desenvolvidos. Resultados experimentais relatados em dois estudos paralelos foram utilizados para a validação do modelo. O modelo numérico foi satisfatoriamente validado e os resultados tiveram uma boa previsibilidade aos resultados experimentais, em termos de comportamento térmico e mecânico.

Palavras-chave:
incêndio; estruturas de concreto armado; viga; reforço; CFRP; modelo numérico

unstrengthened RC beam	FR_time at 50 mm displacement (min)		FR_time at 75 mm displacement (min)		FR_time at beam failure instant (min)		FR_time ratio at failure instant of the beam
	Exp. [³²32 T. B. Carlos, J. P. C. Rodrigues, R. C. A. Lima, and D. Dhima, “Experimental analysis on flexural behaviour of RC beams strengthened with CFRP laminates and under fire conditions,” Composite Structures, vol. 189, no. 2017, pp. 516–528, 2018, http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2018.01.094. http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2... ]	Num.	Exp. [³²32 T. B. Carlos, J. P. C. Rodrigues, R. C. A. Lima, and D. Dhima, “Experimental analysis on flexural behaviour of RC beams strengthened with CFRP laminates and under fire conditions,” Composite Structures, vol. 189, no. 2017, pp. 516–528, 2018, http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2018.01.094. http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2... ]	Num.	Exp. [³²32 T. B. Carlos, J. P. C. Rodrigues, R. C. A. Lima, and D. Dhima, “Experimental analysis on flexural behaviour of RC beams strengthened with CFRP laminates and under fire conditions,” Composite Structures, vol. 189, no. 2017, pp. 516–528, 2018, http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2018.01.094. http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2... ]	Num.	FR_time ratio at failure instant of the beam
		57.0	54.9	72.3	69.5	78.2	74.5	0.95
CFRP-strengthening system	FR_time,CFRP at 5 mm displacement (min)		FR_time,CFRP at 8 mm displacement (min)		FR_time,CFRP at CFRP failure instant (min)		FR_time,CFRP ratio at failure instant of the CFRP system
	Exp. [³²32 T. B. Carlos, J. P. C. Rodrigues, R. C. A. Lima, and D. Dhima, “Experimental analysis on flexural behaviour of RC beams strengthened with CFRP laminates and under fire conditions,” Composite Structures, vol. 189, no. 2017, pp. 516–528, 2018, http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2018.01.094. http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2... ]	Num.	Exp. [³²32 T. B. Carlos, J. P. C. Rodrigues, R. C. A. Lima, and D. Dhima, “Experimental analysis on flexural behaviour of RC beams strengthened with CFRP laminates and under fire conditions,” Composite Structures, vol. 189, no. 2017, pp. 516–528, 2018, http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2018.01.094. http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2... ]	Num.	Exp. [³²32 T. B. Carlos, J. P. C. Rodrigues, R. C. A. Lima, and D. Dhima, “Experimental analysis on flexural behaviour of RC beams strengthened with CFRP laminates and under fire conditions,” Composite Structures, vol. 189, no. 2017, pp. 516–528, 2018, http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2018.01.094. http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2... ]	Num.	FR_time,CFRP ratio at failure instant of the CFRP system
	12.2	11.8	23.0	20.1	30.5	27.7	0.91

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[1] Corresponding author: Thiago Brazeiro Carlos. E-mail: thiago_brazeiro@hotmail.com