Resumo A crescente necessidade de reabilitar e reforçar estruturas de concreto armado, assim como os problemas apresentados por técnicas de reforço tradicionais, tornou a utilização de polímeros reforçados com fibras de carbono (PRFC) uma alternativa interessante, uma vez que este material apresenta propriedades como baixo peso específico, elevada resistência à tração, à corrosão e à fadiga, alto módulo de elasticidade, assim como versatilidade, facilidade e rapidez de execução. A fim de avaliar e prever o comportamento do PRFC, é necessário realizar uma análise mais aprofundada dos elementos estruturais reforçados com esse material. Para isso, utilizam-se métodos numéricos, como é o caso do método de elementos finitos (MEF), que permite analisar estruturas complexas, bem como realizar análises não lineares de estruturas de concreto armado. Diante disso, o objetivo deste trabalho é apresentar uma modelagem computacional de vigas de concreto armado, reforçadas ao cisalhamento com PRFC, através do método dos elementos finitos com o emprego do software ANSYS customizado. Especial atenção foi dada ao comportamento da aderência entre o reforço e a viga de concreto, através da utilização de elementos de contato e de modelos de zona coesiva bilineares, possibilitando identificar, durante as simulações computacionais, falhas por perda de aderência do sistema de reforço. Neste estudo foram testadas vinte e uma vigas de concreto armado reportadas na literatura, doze biapoiadas e nove contínuas, com e sem reforço ao esforço cortante com PRFC. Estas vigas apresentaram modos de ruptura por cisalhamento, por flexão, por fendilhamento do concreto, assim como pelo descolamento da camada de reforço. Constatou-se que os modelos numéricos desenvolvidos foram capazes de prever com boa precisão o comportamento das vigas simuladas, tanto em termos de carga-deslocamento e carga-deformação, como a carga e o modo de ruptura. tradicionais PRFC (PRFC interessante específico tração fadiga elasticidade versatilidade execução isso utilizamse utilizam se MEF, MEF , (MEF) complexas disso customizado bilineares identificar computacionais literatura contínuas flexão Constatouse Constatou simuladas cargadeslocamento deslocamento cargadeformação, cargadeformação deformação, deformação carga-deformação (MEF
Abstract The rehabilitation and strengthening of concrete structures using carbon fiber reinforced polymers (CFRP) has become an interesting alternative for a series of important aspects. This material has a low specific weight, high tensile strength, corrosion and fatigue resistance, a high modulus of elasticity, and is a versatile material, with ease and speed in its application. Nevertheless, its consideration and design tend to require more sophisticated analyses to evaluate and predict the behavior of the strengthened structural element. For this reason, numerical methods, such as the Finite Element Method (FEM), can be used in such complex analyses to simulate to a high degree the actual performance of the structure. Thus, this work presents computer simulations of reinforced concrete beams shear strengthened with CFRP through the Finite Element Method in a customized ANSYS model. Special attention is given to the bond behavior between the CFRP sheets and the concrete surface of the beams through contact elements and bilinear cohesive zone models, which allowed for the identification of the debonding failure modes. Twenty-one reinforced concrete beams reported in the literature were simulated: twelve simply supported and nine continuous, with and without CFRP shear strengthening. The beams showed failure modes in shear, bending, concrete splitting, and debonding of the strengthening CFRP sheets. The numerical model developed predicted with good accuracy the beams' behavior in terms of load vs. displacement, load vs. strain, as well as their ultimate loads and failure modes. (CFRP aspects weight strength resistance elasticity application Nevertheless element reason methods FEM, FEM , (FEM) structure Thus models Twentyone Twenty one simulated continuous bending splitting vs displacement strain (FEM