Analysis of the efficiency of strengthening design models for reinforced concrete columns

Abstract

ResumoThis paper develops a comparative analysis of the main design models used for predicting the strengthening of reinforced concrete columns subjected to uniaxial compression. The study evaluated four strengthening design models with concrete jackets and eleven strengthening design models with wrapping in Carbon Fiber-Reinforced Polymer (CFRP). All models consider the effect of confinement provided by the transverse steel reinforcement and the CFRP sheet wrapping on the gain in resistance of the column. For the validation, a database was formulated containing 135 experimental results of columns tested by several researches, which was used to analyze all design models and identify which was best for expressing the behavior of the strengthened column. At the end of the study, one confinement design model with transverse reinforcement and eleven design models with confinement provided by CFRP sheet wrapping and transverse steel reinforcement which showed the best resistance predictions were selected.Este trabalho desenvolve uma avaliação comparativa dos principais modelos empíricos de dimensionamento utilizados no reforço de pilares de concreto armado submetidos a carregamento axial centrado. Foram avaliados quatro modelos de confinamento por armaduras transversais, utilizados no dimensionamento do reforço por aumento de seção transversal de concreto, e onze modelos para o dimensionamento do reforço por encamisamento por polímero reforçado com fibras de carbono. Todos eles consideram o efeito do confinamento, proporcionado pela armadura transversal e pelo reforço com fibras, no ganho de resistência do pilar. Para a validação, foi montado um banco de dados contendo 135 pilares ensaiados em diversas pesquisas, ao qual foram aplicados os modelos em análise de modo a identificar aqueles que melhor expressam o comportamento do pilar reforçado. Ao final do trabalho, foi selecionado um modelo de confinamento por armadura transversal e onze combinações entre modelos de confinamento por fibras de carbono e armadura transversal que conduziram às melhores previsões de resistência dos pilares do banco de dados.Palavras-chave: encamisamento, confinamento, fibras de carbono, aumento da seção transversal de concreto, modelos de dimensionamento.* β is equal to 2.0 for a circular section, 0.85 for a square section, and 0.7 for a rectangular section