Análise experimental de reforço de nós viga-pilar

Abstract

As ligações viga-pilar são consideradas como sendo a região mais critica e susceptível das estruturas de betão armado, quando sujeitas à ação sísmica. O comportamento global da estrutura de betão armado está dependente do desempenho destas ligações. Quando sujeitas à ação sísmica, as ligações viga-pilar de estruturas antigas são mais vulneráveis e possuem um fraco desempenho em comparação com os edifícios em betão armado mais atuais (estruturas projetadas de acordo com a regulamentação atual). Por isso, é recorrente em ligações viga-pilar de estruturas antigas, a necessidade de as reparar e reforçar, de modo a melhorar a performance do edifício durante os sismos. A presente dissertação incide sobre o reforço de ligações viga-pilar sujeitas a carregamentos cíclicos, e representativas de estruturas de edifícios de betão armado construídos até à década de 70. Neste âmbito, é realizada uma revisão bibliográfica sobre as ligações viga-pilar, e sobre diferentes métodos de reparação e reforço de elementos estruturais de betão armado. O estudo desenvolvido centra-se na análise comparativa entre as soluções de reforço adoptadas e os resultados obtidos nos trabalhos desenvolvidos por Melo (2009) e Garcia (2011). Para o efeito, neste trabalho procedeu-se ao dimensionamento, execução, ensaio e análise de soluções de reforço sísmico a aplicar num conjunto de provetes que simulam as ligações viga-pilar interiores de estruturas antigas de betão armado. Deste modo, as soluções de reforço passaram pelo recurso ao encamisamento em betão armado de três provetes testados e analisados pelos autores anteriormente referidos. A primeira solução consistiu no encamisamento total de betão armado do pilar do provete IPC. A segunda proposta de reforço passou pelo encamisamento em betão armado das vigas e pilares dos provetes IPD e IPE. No entanto, os varões longitudinais de reforço do pilar do provete IPD contornaram as vigas, de modo a evitar a furação das vigas. Com base nos resultados experimentais obtidos foi possível compreender o sucesso e fiabilidade das ligações viga-pilar reforçadas com recurso ao encamisamento em betão armado, quando sujeitas a carregamento cíclicos.

Beam-column connections are considered to be the region most critical and susceptible of reinforced concrete structures when subjected to seismic action. The overall behavior of the concrete structure is dependent on the performance of these links. When subjected to seismic action, beamcolumn connections of old structures are more vulnerable and have poor performance compared to current RC buildings (structures designed according to current regulations). Therefore, more often than not, the joints of such old structures require retrofitting in order to deliver better performance during earthquakes. This dissertation focuses on the reinforcement of beam-column joints subjected to cyclic loadings, and representative of reinforced concrete building structures built to the 70`s. In this context, it is carried out a literature review on the beam-column joints, and on different methods of repair and reinforcement of structural elements of reinforced concrete. The study conducted focuses on the comparative analysis of the adopted reinforcement solutions and the results of the work of Melo (2009) and Garcia (2011). For the purpose of this study was undertaken to design, implement, test and analysis of seismic reinforcement solutions to implement a set of samples that simulate the inner beam-column joints of old concrete structures. Thus, the reinforcement solutions adopted consisted in the use of the reinforced concrete jacketing of three specimens tested and analyzed by the authors mentioned above. The first solution was a total reinforced concrete jacketing of the IPC specimen column. The second proposal passed on the reinforced concrete jacketing of the beams and columns of IPD and IPE specimens. However, the longitudinal rods of specimen pillar reinforcement beams IPD rounded so as to avoid drilling of beams. The experimental results obtained were used to understand the success and reliability of beam-column connections reinforced with reinforced concrete jacketing, when subjected to cyclic loading.