354
IBRACON Structures and Materials Journal • 2012 • vol. 5 • nº 3
Post-strengthening of reinforced concrete beams with prestressed CFRP strips.
Part 1: Analysis under static loading.
e progressivas no concreto e no adesivo e à relaxação do PRFC.
Garden e Mays [4] consideram que os sistemas PRF protendidos
também sofrem perdas da força de protensão devido à transfe-
rência de tensões de cisalhamento do adesivo para o concreto,
originadas pela tração no PRF. Esta ação é suficiente para fraturar
o concreto, mesmo quando os níveis de protensão são baixos,
tornando obrigatória a instalação de sistemas de ancoragem nas
extremidades do PRF.
2.2 Máxima força de protensão
A Figura [01] (a), apresentada por Triantafillou et al. [8], mostra
a ruptura prematura de uma viga reforçada com um laminado de
PRFC, sem ancoragem, imediatamente após o alívio da força
aplicada para protender o laminado. O arrancamento do lamina-
do inicia nas extremidades da viga e ocorre devido às altas con-
centrações de tensões de cisalhamento e à conseqüente ruptura
do concreto. Como mostra a Figura [01] (b), este tipo de ruptura
pode ser prevenida com a instalação de sistemas de ancoragem
nas extremidades dos laminados. Segundo os autores, a máxima
força de protensão, que evita a necessidade de ancoragem, pro-
porciona níveis de protensão muito baixos no PRF, em torno de 15
a 20%, dependendo da seção transversal de laminado utilizada.
A instalação de sistemas de ancoragem nas extremidades dos
PRF, reduz as deformações que surgem na camada de resina ou
adesivo quando a força utilizada para aplicar a protensão é alivia-
da, minimizando as tensões de cisalhamento transferidas para a
base da seção de concreto. Dessa forma, os sistemas de ancora-
gem eliminam a possibilidade de ocorrência deste tipo de ruptura
prematura (El-Hacha [5]).
Segundo El-Hacha et al. [9], é consenso que níveis de protensão
de, pelo menos, 25% da resistência à tração do PRF são neces-
sários para que os incrementos de rigidez e capacidade de carga
sejam significativos.
Meier [10] sugere que níveis de protensão de 50% da resistência
à tração do laminado retardam rupturas prematuras, aumentan-
ternamente às estruturas também estão sujeitos a perdas ou dimi-
nuição da força de protensão que, neste caso, podem ser imediatas,
por encurtamento elástico do concreto, ou progressivas, por retração
e deformação lenta ou fluência do concreto e por relaxação do PRF.
As perdas imediatas por encurtamento elástico do concreto, que
variam de 2% a 3%, segundo o documento Bulletin 14 do
fib
[6],
ocorrem quando a força de protensão é transferida do PRF para
o elemento de concreto. Se a protensão é realizada pela reação
direta com a viga que receberá o reforço, as perdas por encurta-
mento elástico do concreto podem ser desprezadas. Isto acontece
porque, se o equipamento de protensão é fixado no elemento es-
trutural que receberá o reforço, à medida que o PRF vai sendo tra-
cionado, o concreto vai sendo comprimido, ocorrendo assim uma
compensação na força aplicada para protender o laminado. Entre-
tanto, em ambos os casos, quando se utiliza mais de um laminado
de PRF, a deformação no concreto provocada pelo laminado que
está sendo tracionado pode também acarretar a perda de tensão
nos laminados já ancorados, sendo necessário, nesse caso, a de-
terminação da perda média de tensão por laminado.
As perdas progressivas, por retração e deformação lenta ou flu-
ência do concreto, segundo o documento Bulletin 14 do fib [6],
podem variar de 10 a 20% e ocorrem da mesma forma que nas
estruturas de concreto protendido com aço.
As perdas que ocorrem por relaxação em um PRF dependem, se-
gundo o ACI 440.4R-04 [7], do tipo de fibra e polímero utilizados
para formar o compósito e do alinhamento das fibras. O mesmo
documento informa que as perdas por relaxação podem ser des-
prezadas quando são utilizadas fibras de carbono, já que a rela-
xação nesse material é muito pequena, podendo ser considerada
insignificante. Perdas de 0,6 a 1,2% também devem ser conside-
radas pela relaxação do polímero formador do compósito quan-
do da transferência de forças para as fibras, e perdas de 1 a 2%
devem ser consideradas devido ao fator alinhamento das fibras.
Estudos de Triantafillou et al. [8] indicaram que, quando se utili-
zam sistemas PRFC pré-fabricados, perdas de 10% da força de
protensão devem ser consideradas, devido às perdas imediatas
Figura 1 – (a) Ruptura prematura devido à falta de ancoragem nas extremidades do PRFC;
(b) Ação do sistema de ancoragem nas extremidades do PRFC (Triantafillou et al. [8])
A
B