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Dissertação

{pt_PT=Efeito da temperatura na eficácia de técnicas de reforço com laminados de fibras de carbono (CFRP)} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=A presente dissertação apresenta um estudo experimental e numérico sobre a influência da temperatura elevada no comportamento de sistemas CFRP para reforço de elementos de BA. A campanha experimental teve como objetivo caracterizar o comportamento mecânico a temperatura elevada de um adesivo epoxídico utilizado na colagem de materiais CFRP. Para tal, foram realizados ensaios de tração e de corte em provetes de adesivo expostos a temperaturas entre 20 °C e 120 °C. A 70 °C a resistência à tração e ao corte apresentam reduções de cerca de 85% face aos valores à temperatura ambiente; à mesma temperatura, os módulos de elasticidade e de distorção são aproximadamente nulos. A investigação numérica teve como principal objetivo o estudo do comportamento mecânico da ligação betão-CFRP a temperatura elevada em sistemas EBR ou NSM. Para o efeito, desenvolveram-se modelos tridimensionais de elementos finitos para simular ensaios de aderência em elementos de BA reforçados com laminados de CFRP realizados a 20 °C, 55 °C e 90 °C; neste estudo foram adotadas duas estratégias de modelação:(i) simulando explicitamente a camada de adesivo (utilizando as propriedades determinadas na presente campanha experimental); (ii) simulando a ligação betão-CFRP através de leis globais tensão de corte-escorregamento em função da temperatura disponíveis na literatura. A comparação dos resultados numéricos com os resultados experimentais de um trabalho de investigação anterior permitiu confirmar que a estratégia (i) fornece estimativas, em geral, mais rígidas; tal como esperado, os resultados numéricos obtidos com a estratégia (ii) apresentaram uma concordância assinalável com os resultados experimentais., en=The present dissertation presents an experimental and numerical regarding the influence of elevated temperatures on CFRP strengthening systems used in RC structures. The experimental campaign aimed at the characterization of the mechanical response of an epoxy adhesive, typically used as a bonding agent in CFRP strengthening systems, as a function of temperature. For this purpose, shear and tensile tests were performed on adhesive specimens exposed to temperatures between 20 °C to 120 °C. At 70 °C the shear and tensile strengths were both reduced by around 85%, while the tensile and shear modulus became negligible. The main objective of the numerical investigation was the study of the mechanical behaviour of the concrete-CFRP bond at elevated temperature, either EBR or NSM systems. For this purpose, 3D FE models were developed to simulate double-lap shear tests performed on concrete blocks strengthened with CFRP strips, at 20 °C, 55 °C and 90 °C. Two distinct modelling strategies for the concrete-CFRP bond were adopted: (i) to explicitly simulate the bonding adhesive considering the mechanical properties of the adhesive determined in the experimental campaign and assuming a perfect bond between all constituent materials; and, alternatively, (ii) to simulate the CFRP-concrete interaction by means of global bilinear bond-slip laws for different temperatures that are available in the literature. The comparisons between numerical and previous experimental results confirmed that the strategy adopted in (i) generally provides stiffer estimates; as expected, the numerical results obtained with the strategy (ii) showed a remarkable agreement with the experimental results.}
Keywords: {pt=Sistemas CFRP, adesivos epoxídicos, eficácia estrutural, temperatura elevada, estudo experimental, estudo numérico., en=CFRP systems, epoxy adhesive, structural effectiveness, elevated temperatures, experimental study, numerical study}

Discussão: outubro 26, 2017, 10:0