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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.18.2016.tde-17082016-101324
Document
Author
Full name
Danilo Mascarenhas Prado
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2016
Supervisor
Committee
Haach, Vladimir Guilherme (President)
Carrazedo, Ricardo
Carvalho, Jonas de
Dalfré, Gláucia Maria
Libardi, Walter
Title in Portuguese
Avaliação experimental de vigas de concreto armado reforçadas ao cisalhamento com laminados de CFRP por meio de análise estática e modal
Keywords in Portuguese
CFRP
Identificação modal estocástica
NSM
Reforço ao cisalhamento
Abstract in Portuguese
O uso de Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) como reforço em estruturas de concreto armado tem evoluído com o avanço das técnicas e com a melhora das fibras, principalmente com um novo método: o Near Surface Mounted (NSM), em que os laminados de fibra são inseridos no cobrimento do concreto. Uma análise da eficiência dos sistemas de reforço ao cisalhamento em vigas de concreto armado foi realizada por meio de ensaios experimentais. As vigas foram reforçadas nas configurações íntegra e com carregamento prévio de 40% e 70% da força máxima. O programa experimental compreende ensaios de flexão em prismas e vigas de concreto armado além de ensaios não destrutivos de análise de vibrações para a determinação das frequências naturais e dos modos de vibração. A análise modal foi realizada com uso de um método de identificação modal estocástica, em que na sua formulação não é usada força de excitação. Nestas, foram analisadas as variações nas frequências naturais e dos modos de vibração, utilizando MAC, COMAC, DCM e ID. Como resultados, todas as vigas com sistemas de reforço obtiveram acréscimos na capacidade de carga, alterando suas formas de ruptura de cisalhamento para destacamento da camada de concreto adjacente aos laminados de CFRP e para ruptura por esmagamento do concreto à flexão, independente da ocorrência de carregamento prévio. Na análise modal foi possível identificar a presença e local do dano nas vigas na maioria dos métodos utilizados, mas a identificação do sistema de reforço não foi significativa.
Title in English
Experimental evaluation of reinforced concrete beams shear-strengthened with CFRP laminates through static and modal analysis
Keywords in English
CFRP
NSM
Reinforced shear
Stochastic modal identification
Abstract in English
The use of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) in concrete structures has enhanced with the advancement of techniques and the improvement of fiber, especially with the usage of the new method: the Near Surface Mounted (NSM) when the fiber laminates are inserted to cover thickness the concrete. An analysis of the efficiency of these shear reinforcements in reinforced concrete beams was performed by destructive and non-destructive experimental tests. The beams were reinforced intact and preloading of 40% and 70% of maximum load. The experimental program includes flexural tests on reinforced concrete beams as well as non-destructive testing to determine the natural frequencies and vibration modes. The modal analysis was done use of method stochastic modal identification, which in its formulation is not used excitation force. The variations were analyzed in the natural frequencies and vibration modes, using MAC, COMAC, DCM and ID. In the results are obtained increase in load capacity in all beams with reinforcement systems, regardless of the occurrence of preloading, changed the form of shear break for rupture due detachment off cover concrete adjacent to the laminate and crushing of concrete in flexion. In modal analysis, it was possible to identify the presence and local damage in the beams on most of methods used, but the identification of reinforcements systems was not significant.
 
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Publishing Date
2016-08-19
 
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