Análise teórico-numérica de vigas de concreto armado com barras de aço e de polímeros reforçados com fibras de vidro, carbono e aramida

Abstract

Estruturas de concreto armado estão sujeitas à diversas formas de deterioração, sendo a principal delas a corrosão da armadura metálica que causam prejuízos sociais e econômicos, especialmente em regiões com alta agressividade ambiental. Diante disso, diversos países têm estudado a viabilidade de utilização de armaduras não metálicas, como as de polímeros reforçados com fibras (PRF). Nesse âmbito, o presente trabalho realizou um estudo teórico e numérico do comportamento de vigas de concreto armadas com barras de polímeros reforçados com fibras de vidro (PRFV), carbono (PRFC) e aramida (PRFA), em comparação com uma viga de concreto armada com barras de aço. Para um mesmo carregamento foi dimensionado a viga de concreto com barras de aço conforme a ABNT NBR 6118:2014, e as vigas de concreto armado com barras de PRF segundo o ACI 440.1R:2015. Em seguida, as mesmas foram simuladas numericamente no software ANSYS® para analisar as tensões, deformações e deslocamentos. Por fim, verificou-se que a viga com barras de aço demandou uma menor altura útil de projeto e a viga com barras de PRFC requisitou uma menor área de armaduras de combate à flexão. Nas simulações numéricas, todas as vigas apresentaram comportamento coerente de acordo com a ABNT NBR 6118:2014 e ACI 318:2011, tendo a viga composta por concreto e aço exibido respostas numéricas superiores em relação às demais. Em geral, as vigas armadas com PRF obtiveram resultados satisfatórios em comparação com a viga armada com barras de aço, onde a viga armada com PRFC atingiu os melhores resultados entre as vigas com barras de polímeros reforçados com fibras.