Investigação Experimental e Avaliação Probabilística do Estado Limite de Serviço de Fissuração de Elementos de Concreto Armados com Plástico Reforçado por Fibras (PRF)
Coeficiente de Aderência, Concreto, PRF, Largura de Fissura, Estado Limite de Serviço, Confiabilidade, Probabilidade, Simulação de Monte Carlo
Muitas estruturas de concreto armado (CA) estão sujeitas a sais descongelantes ou estão inseridas em ambientes agressivos, o que reduz a alcalinidade do concreto, levando à corrosão do aço e, conseqüentemente, afetando a vida útil das estruturas. Nesse contexto, os Plásticos Reforçados por Fibras (PRF), como materiais não corrosivos, surgiram como uma alternativa ao aço para atenuar o problema da corrosão. Embora o PRF proporcione uma perspectiva promissora para o uso como armadura interna em estruturas de CA, as propriedades mecânicas das barras – baixo módulo de elasticidade e alta resistência à tração - levaram a novos desafios no dimensionamento de projetos de estruturas de concreto armado com PRF (CA-PRF). Enquanto estruturas de CA são dimensionadas para atender ao Estado Limite Último (ELU) de resistência e são verificadas quanto aos requisitos do Estado Limite de Serviço (ELS), o projeto de estruturas de CA-PRF serão controlados quase que exclusivamente pelos critérios do ELS (deformação e fissuração). Muitos estudos têm sido desenvolvidos relacionados à deformação de vigas de CA-PRF, mas a quantidade de estudos referentes à fissuração é menor. O coeficiente de aderência (kb) é usado para descrever o comportamento aderente entre o PRF e o concreto e tem um impacto significativo na avaliação da fissuração de elementos de CA-PRF. A maior parte dos estudos disponíveis na literatura utiliza o ensaio de flexão de quatro pontos em vigas para determinar kb experimentalmente. A primeira parte deste estudo visa calcular o coeficiente de aderência a partir de um teste simplificado de tração direta em prismas de concreto armados uma única barra de PRF de fibras de vidro (VPRF), através da qual é aplicada uma força de tração. Os coeficientes de aderência determinados experimentalmente serão validados a partir de um “erro do modelo”, dado pela razão “largura de fissura experimental”/ “largura de fissura calculada”. A largura de fissura calculada será determinada a partir de equações apresentadas em normas estrangeiras, dada a falta de normatização brasileira para estruturas em CA-PRF. Assim sendo, a segunda parte desse estudo visa fornecer contribuições ao desenvolvimento de recomendações semi-probabilísticas para projetos de elementos de CA-VPRF em relação ao estado limite de serviço de fissuração. Devido às diferenças entre as propriedades mecânica do PRF e do aço, a confiabilidade de estruturas em CA-PRF deve ser avaliada. Uma vez que as variáveis envolvidas no controle da fissuração – propriedades mecânicas do PRF, características geométricas, erro do modelo, etc. – são aleatórias, a confiabilidade será estabelecida em termos probabilísticos, em que a probabilidade de falha de larguras excessivas de fissura serão calculadas utilizando a simulação de Monte Carlo.