Resumo A corrosão do aço é a principal causa de degradação do concreto estrutural, implicando elevados custos com reabilitação e reparos. Diante disto, barras de FRP – Polímeros Reforçados por Fibras – constituem uma alternativa ao aço convencional em virtude de sua excelente resistência à corrosão. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um programa para dimensionamento da armadura de FRP à flexão em vigas de seção T. As diferentes possibilidades referentes à posição da linha neutra, modo de falha e comportamento linear ou não-linear do concreto definem os cenários de dimensionamento para os quais se aplicam as formulações desenvolvidas. Os momentos resistentes calculados apresentaram concordância com valores obtidos experimentalmente, validando a metodologia proposta. Uma vez que as barras de FRP são suscetíveis à ruptura por fluência, tensões devido a cargas permanentes devem se manter inferiores ao limite estabelecido pelo ACI 440.1R-15, ajustando-se as áreas de armadura quando necessário. Desta maneira, foram implementadas no programa, as equações para cálculo da linha neutra e momento resistente baseadas nas áreas ajustadas. Subsequentemente, são apresentados exemplos de dimensionamento considerando os diversos cenários para os quais desenvolveram-se as formulações, combinando-se diferentes tipos de FRP a variadas classes de concreto. Os resultados mostraram que vigas T armadas com FRP de aramida e vidro exigiram elevadas áreas de armadura para atender ao estado limite de ruptura por fluência. Em contrapartida, seções armadas com FRP de carbono exigiram áreas menores, porém exibindo ruptura frágil e curvaturas reduzidas quando sub-armadas.
Abstract The corrosion of steel rebars is the main cause of reinforced concrete degradation, which results in increasing costs with structural rehabilitation and repairs. As a solution, corrosion resistant rebars, such as those of FRP – Fiber-reinforced polymer –, have been used to replace conventional steel. This paper describes the development of a design program that calculates the flexural FRP reinforcement of T-shape beams. The possibilities as regards the neutral axis position, failure mode and concrete linear or non-linear behavior define the design scenarios for which their respective equations were deduced. The flexural strengths computed using the deduced equations showed agreement with experimental results for 125 beams, validating the proposed methodology. Since FRP rebars are vulnerable to creep rupture, the sustained stresses must be lower than the maximum allowed by ACI 440.1R-15, which may require increases in areas, modifying the flexural strength. Therefore, the equations to compute the new neutral axis depth and flexural strength based on the adjusted area were deduced and implemented in the computational program. Subsequently, this paper presents design examples considering all scenarios for which the equations were deduced. The design of one T-section considering different FRP rebars combined to normal and high-performance concretes is also reported. The results showed that beams reinforced with aramid and glass FRP required large areas to avoid creep rupture, whereas the areas of those reinforced by carbon FRP rebars were considerably small; however, they exhibited small curvatures and fragile failure when under-reinforced.