Resumo O presente trabalho apresenta o estudo experimental de pilares de concreto armado reforçados com parafusos chumbadores e acréscimo de camada com 35 mm de concreto autoadensável na face comprimida. Nove pilares, com alturas de 2000 mm, foram submetidos à flexão composta reta com excentricidade inicial de 60 mm, assim discriminados: um pilar original (PO) com seção transversal de 120 mm x 250 mm; um pilar de referência (PREF) com seção transversal de 155 mm x 250 mm e sete pilares, inicialmente moldados com seção transversal de 120 mm x 250 mm, e após, reforçados através da adição de camada de reforço de 35 mm e diversas configurações de posições de parafusos chumbadores na face comprimida. Exceto o pilar original (PO), os pilares foram submetidos à excentricidade inicial de carga de 42,5 mm, devido ao acréscimo da camada de reforço na face comprimida. Apesar de não ocorrer ruptura dos parafusos chumbadores, não foi possível evitar o desplacamento da camada de reforço. Os resultados obtidos indicam que é possível a reabilitação estrutural de pilares de concreto armado com o uso da metodologia de reforço empregada, obtendo ganho de capacidade de carga média de 271 % em relação ao pilar original (PO).

Abstract This paper presents the experimental study of eccentrically loaded reinforced concrete columns with an added 35 mm self-compacting concrete jacket attached to the column’s most compressed face using wedge bolts. Nine columns with a 2000 mm height were tested under compression and one-way bending until failure. Columns were denominated as original column (PO) with a cross section of 120 mm x 250 mm; reference column (PR) with a cross section of 155 mm x 250 mm, and seven columns with an initial cross section of 120 mm x 250 mm and later reinforced by the addition of 35 mm self-compacting concrete layer and various configurations of wedge bolts. Except for the original column PO, the columns were submitted to a 42.5 mm load eccentricity due to the added concrete layer at the compressed face. Although failure of the wedge bolts did not occur, it was not possible to prevent detachment of the added layer. The results indicate that it is possible to structurally rehabilitate reinforce concrete columns with the use of the strengthening methodology used in this research, resulting in average ultimate load capacity gains of 271% compared to original column’s ultimate load.

Resumo Este trabalho apresenta estudo sobre o comportamento de vigas de concreto armado reforçadas à flexão, pela adição de concreto e barras de aço na região tracionada e chumbadores de expansão na ligação viga-reforço, submetidas a carregamento cíclico. O programa experimental incluiu ensaios em seis vigas de concreto armado em escala real, simplesmente apoiadas, inicialmente com seção transversal retangular com 150 mm de largura e 400 mm de altura, comprimento entre os apoios de 4000 mm e comprimento total de 4500 mm. Todas as vigas, depois de receber dois ciclos de carga estática, de modo a criar uma condição de pré-fissuração, foram reforçadas à flexão por encamisamento parcial e, em seguida, submetidas a uma carga cíclica até ao final de 2x106 ciclos ou da ocorrência de ruptura por fadiga. Após a aplicação das cargas cíclicas, as vigas que não romperam por fadiga foram submetidas a uma carga estática até a ruptura. As principais variáveis foram a condição de interface de ligação entre viga e reforço (lisa ou rugosa), a taxa de armadura de flexão na viga e no reforço, e amplitude do carregamento cíclico. Com base nos resultados obtidos nos ensaios e em estudos anteriores de vigas semelhantes testadas apenas com carga estática, é feita uma discussão do comportamento dessas vigas reforçadas e apresentada uma proposta para dimensionamento da ligação viga-reforço, para os casos de carregamento predominantemente estático e cíclico.

Abstract This work presents a study on the behavior of reinforced concrete beams strengthened in bending by the addition of concrete and steel on their tension side and having expansion bolts as shear connectors at the junction between the beam and the jacket, subjected to a cyclic loading. The experimental program included tests on six full scale reinforced concrete beams, simply supported, initially with rectangular cross section 150 mm wide and 400 mm high, span of 4000 mm and total length of 4500 mm. All the beams, after receiving two cycles of static loading in order to create a pre-cracking condition, were strengthened in bending by partial jacketing and then subjected to cyclic loading until the completion of 2x106 cycles or the occurrence of fatigue failure. Following the cyclic loading, the beams that did not fail by fatigue were subjected to a static load up to failure. The main variables were the beam-jacket interface condition (smooth or rough), the flexural reinforcement ratio in the beam and in the jacket, and cyclic load amplitude. On the basis of the obtained test results and the results of previous studies of similar beams tested only under static loading, the behavior of the strengthened beams is discussed and a proposal for the beam-jacket connection design is presented, for the cases of predominantly static and cyclic loading.

Dando início a estudo que visa definir a armadura transversal mínima de lajes-cogumelo de concreto armado que, levando a uma superfície de ruptura por punção atravessando essa armadura, pode evitar uma ruptura brusca, foram testadas nove lajes de dimensões 1800 mm x 1800 mm x 130 mm. Suas principais variáveis foram o número de camadas de armadura de cisalhamento do tipo studs, a área dessa armadura em cada camada circunferencial e o diâmetro dos studs. Na tentativa da definição da armadura mínima de punção das lajes, utilizou-se o parâmetro κ, igual à força total da armadura transversal situada dentro de tronco de cone de ruptura delimitado pela fissura de cisalhamento dividida pela resistência à punção de laje semelhante sem armadura de cisalhamento. Os valores de κ das lajes variaram de 0,27 a 1,03 e ocorreu superfície de ruptura cruzando as camadas de studs quando κ foi menor que cerca de 0,70. Definiu-se o valor de κ igual a 0,6 como próximo daquele mínimo para lajes com altura efetiva igual a 90 mm e taxa de armadura de flexão de 1,38%. Para as lajes com valor de κ dessa ordem, em relação à laje sem armadura transversal, os acréscimos de resistência à punção e de rotação foram, respectivamente, cerca de 10% e 30%.

In a preliminary study that aims to define the minimum shear reinforcement of flat slabs that, leading to a punching shear failure surfasse that crosses that reinforcement, can avoid a sudden failure, nine slabs with 1800 mm x 1800 mm x 130 mm dimensions were tested. Their main variables were the number of shear reinforcement layers of the stud type, the cross-section area of that reinforcement in each circumferential layer and the diameter of the studs. In the attempt to define the minimum punching reinforcement of the slabs, a parameter κ, equal to the total force in the transverse reinforcement inside a truncated cone bounded by the shear crack divided by the punching strength of a similar slab without shear reinforcement, was used. The values of κ of the slabs varied between 0.27 and 1.03 and the punching failure surface crossed the shear reinforcement when κ was smaller than around 0.70. The value of κ equal to 0.6 was defined as close to the minimum for slabs with effective depth of 90 mm and flexure reinforcement ratio of 1.38%. In comparison with the slab with no shear reinforcement, slabs having κ of that order had a punching strength and rotation increase of about 10% and 30%, respectively.