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Modelação numérica de elementos de betão armado reforçados com sistemas de CFRP
| dc.contributor.advisor | Marques, Paulo Alexandre da Silveira Costeira | |
| dc.contributor.advisor | Gouveira, António Ventura | |
| dc.contributor.advisor | Gutstein, Daniela | |
| dc.contributor.author | Clemente, Gabriela Barbosa | |
| dc.date.accessioned | 2025-07-28T08:04:53Z | |
| dc.date.available | 2025-07-28T08:04:53Z | |
| dc.date.issued | 2025-07-03 | |
| dc.description.abstract | O reforço de estruturas de betão armado com Compósitos Reforçados com Fibras de carbono – Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) tem sido amplamente utilizado desde a década de 1980 devido às suas propriedades mecânicas, como elevada resistência à tração e durabilidade. A técnica de colagem externa – Externally Bonded Reinforcement (EBR) apresenta uma solução leve e eficiente, podendo ser aplicada em diferentes superfícies sem comprometer a eficácia estrutural. No entanto, para garantir um desempenho adequado, é essencial uma interface forte e estável entre o reforço e o substrato. Este estudo tem como objetivo modelar numericamente, por meio do Método dos Elementos Finitos – Finite Element Method (MEF), lajes de betão armado reforçadas com CFRP, avaliando a influência das leis constitutivas dos materiais. Foram analisados três tipos de lajes: betão armado (FSRC), betão armado reforçado com manta (FSBM) e betão armado reforçado com laminado (FSBL). A modelação permite comparar os resultados numéricos com dados experimentais, identificando a necessidade de calibração das leis constitutivas para aproximar o comportamento simulado ao observado em ensaios. O estudo destaca que a modelação numérica de estruturas reforçadas com CFRP enfrenta desafios significativos, especialmente na calibração das leis constitutivas, na representação de roturas frágeis e na dificuldade de convergência em modelos não lineares. Foram analisadas curvas carga-deslocamento, padrões de fendilhação e distribuição das extensões nos sistemas de CFRP, tendo-se concluído que o modelo numérico captou de forma adequada o comportamento observado experimentalmente. Para isso, utilizou-se o programa computacional Femix, que possibilitou a análise da resposta estrutural e a identificação dos principais desafios na modelação. | por |
| dc.description.abstract | The strengthening of reinforced concrete structures with Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) has been widely used since the 1980s due to its mechanical properties, such as high tensile strength and durability. The externally bonded reinforcement technique (EBR) provides a lightweight and efficient solution, which can be applied to different surfaces without compromising structural effectiveness. However, to ensure proper performance, a strong and stable interface between the reinforcement and the substrate is essential. This study aims to numerically model, using the Finite Element Method (FEM), reinforced concrete slabs strengthened with CFRP, evaluating the influence of material constitutive laws. Three types of slabs were analyzed: reinforced concrete (FSRC), reinforced concrete strengthened with CFRP sheets (FSBM), and reinforced concrete strengthened with CFRP laminates (FSBL). Modeling makes it possible to compare numerical results with experimental data, identifying the need to calibrate the constitutive laws in order to bring the simulated behavior closer to that observed in experimental tests. The study highlights that the numerical modeling of reinforced concrete structures strengthened with externally bonded CFRP systems faces significant challenges, particularly in the calibration of constitutive laws, the representation of brittle failures, and the difficulty of convergence in nonlinear models. Load-displacement curves, cracking patterns, and distribution of extensions in CFRP systems were analyzed, concluding that the numerical model adequately captured the behavior observed experimentally. The Femix computational program was used to analyze the structural response and identify the main challenges in modeling. | eng |
| dc.identifier.tid | 203970667 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.19/9400 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | |
| dc.subject | Betão armado | |
| dc.subject | Modelação Numérica | |
| dc.subject | Reforço estrutural | |
| dc.subject | CFRP | |
| dc.subject | Método dos Elementos Finitos | |
| dc.subject | Structural Strengthening. CFRP | |
| dc.subject | Numerical Modeling | |
| dc.subject | Reinforced Concrete | |
| dc.subject | Finite Element Method. | |
| dc.title | Modelação numérica de elementos de betão armado reforçados com sistemas de CFRP | |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia de Construção e Reabilitação |