aula_10.1_tecnicas_reforco

7/24/2019 Aula_10.1_Tecnicas_reforco

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Reabilitao e Reforo de Estruturas

REFORO DE ESTRUTURAS DE

Mestrado em Engenharia Civil

2011 / 2012

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EDUARDO JLIO(Prof. Aux. DEC FCTUC)

Eduardo S. Jlio

Reabilitao e Reforo de EstruturasAula 09.2: Tcnicas de Reforo de estruturas de beto armado.


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NDICE DA APRESENTAO

1. ENQUADRAMENTO

2. TCNICAS DE REFOR O

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3. DIMENSIONAMENTO E PORMENORIZAO

4. CONSIDERAES FINAIS


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NDICE DA APRESENTAO

1. ENQUADRAMENTO


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1.1. QUANDO NECESSRIO REFORAR ?

1.1.1.) Em fase construtiva

Erros ao nvel do projecto de estabilidade

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Erros na composio/produo do beto Erros de execuo


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1.1.1.) Em fase construtiva, quando h:


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1.1.2.) Durante o perodo de vida da estrutura,quando h:

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Ocorrncia de sismos

Ocorrncia de aces de acidente (choques,incndios, exploses)


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10/75

Ocorrncia de sismos



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11/75

Ocorrncia de sismos



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12/75

Ocorrncia de sismos


Modificao da funo da estrutura paracondies mais desfavorveis


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13/75

Ocorrncia de sismos



Agravamento de requisitos regulamentares


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14/75

Ocorrncia de sismos




RSA EC 8National Annex

type 1 earthquake


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15/75

Ocorrncia de sismos




RSA EC 8National Annex

type 2 earthquake


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Espectros EC8 e RSA - cenrio intraplacas (sismo tipo 1) - Porto

1

2

3

4

5

6

Terreno tipo I

Terreno tipo II

Terreno tipo III

Terreno ATerreno B

Terreno C

Terreno D

Terreno E

16/75

Ocorrncia de sismos




00 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Espectros EC8 e RSA - cenrio intraplacas (sismo tipo 1) - Lisboa

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Terreno tipo I

Terreno tipo II

Terreno tipo IIITerreno A

Terreno B

Terreno C

Terreno D

Terreno E


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Espectros EC8 e RSA - cenrio interplacas (sismo tipo 2) - Porto

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Terreno tipo I

Terreno tipo II

Terreno t ipo III

Terreno ATerreno B

Terreno C

Terreno D

Terreno E



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0

.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Espectros EC8 e RSA - cenrio interplacas (sismo tipo 2) - Lisboa

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Terreno tipo I

Terreno tipo II

Terreno tipo IIITerreno A

Terreno B

Terreno C

Terreno D

Terreno E

Ocorrncia de sismos





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18/75

Ocorrncia de sismos




Alterao das exigncias de servio daestrutura


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1.2. A DECISO DE REFORAR

Deve basear-se na:

Inspeco da estrutura danificada

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Avaliao da sua capacidade resistente

Anlise da relao custo/benefcio dediferentes possibilidades


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Deve basear-se na:


20/75


Anlise da relao custo/benefcio dediferentes possibilidades


21/75



Deve basear-se na:


21/75


Anlise de diferentes possibilidades dereforo


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NDICE DA APRESENTAO

1. ENQUADRAMENTO

2. T CNICAS DE REFOR O

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2.1. TCNICAS DE REFORO

Dividem-se em:

Adio de novos elementos resistentes

Reforo de elementos resistentes existentes

Introduo de dispositivos especiais

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24/75



Dividem-se em:



Introduo de dispositivos especiais

24/75


25/75



Dividem-se em:



Introduo de pr-esforo e de dispositivos

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especiais


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2.2. OBJECTIVOS DO REFORO

Dividem-se em:

Aumentar a resistncia

Aumentar a rigidez

Aumentar a ductilidade

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Reduzir esforos Reduzir a fissurao

Reduzir a deformao

Melhorar o comportamento dinmico


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Dividem-se em:


Aumentar a rigidez


27/75


Reduzir a deformao



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Dividem-se em:


Aumentar a rigidez


28/75


Reduzir a deformao



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Dividem-se em:


Aumentar a rigidez


29/75


Reduzir a deformao



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Dividem-se em:


Aumentar a rigidez


30/75

Reduzir esforos

Reduzir a fissurao

Reduzir a deformao


bili f d


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Dividem-se em:


Aumentar a rigidez


31/75

Reduzir esforos

Reduzir a fissurao

Reduzir a deformao


R bilit R f d E t t


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Dividem-se em:


Aumentar a rigidez


32/75

Reduzir esforos

Reduzir a fissurao

Reduzir a deformao


R bilit R f d E t t


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2.3. ADIO DE ELEMENTOS RESISTENTES

2.3.1. Paredes Resistentes

Vantagens:

Aumento significativo da resistncia acargas laterais

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Aumento significativo da rigidez

Inconveniente:

Como o aumento de rigidez introduzido localizado, pode ser necessrio reforar asfundaes



34/75




Vantagens:

Aumento significativo da resistncia acargas laterais

34/75

Aumento significativo da rigidez

Inconvenientes:

Como o aumento de rigidez introduzido localizado, pode ser necessrio reforar asfundaes



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Outros aspectos relevantes:

A eficincia do reforo est dependente daforma como realizada a ligao da parede

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ao p r co no qua nser a

necessrio o reforo dos pilares do prticono qual se pretende inserir a parede, naregio junto base, por ser geralmente umazona de emenda de vares e por ficarsujeita a cargas axiais elevadas devido aco prtico - parede



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2.3.2. Contraventamento Metlico

Vantagens:

Rapidez de execuo

No perturba o funcionamento habitual do

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edifcio

Inconvenientes:

Eventual necessidade de novas fundaesou reforo das fundaes existentes

Alterao da esttica do edifcio

Comportamento dinmico influenciado pelos

elementos de contraventamento e ligaes Ausncia de prtica na execuo do mtodo



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Vantagens:

Rapidez de execuo

No perturba o funcionamento habitual do

37/75

edifcio

Inconvenientes:

Eventual necessidade de novas fundaesou reforo das fundaes existentes

Alterao da esttica do edifcio

Comportamento dinmico influenciado pelos

elementos de contraventamento e ligaes Ausncia de prtica na execuo do mtodo



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Outros aspectos relevantes:

Devido interaco entre ocontraventamento metlico e o prtico

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ex s en e ao qua ga o, surgem nos

pilares de beto esforos axiaisconsiderveis e, devido excentricidadeentre os dois, surgem elevados momentosnormais ao plano do prtico



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2.4. REFORO DE ELEMENTOS

2.4.1. Colagem de chapas de ao

Vantagens:

Possibilidade da operao de reforo serrealizada sem interrupo do trnsito (em

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pon es e v a u os

No altera a geometria da estrutura

Inconveniente:

A ancoragem das chapas de ao

Durabilidade das juntas coladas expostas s

influncias atmosfricas (a descolagem muitas vezes provocada pela corroso daschapas de ao e por variaes locais detemperatura)



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Vantagens:

Possibilidade da operao de reforo serrealizada sem interrupo do trnsito (em

40/75

pon es e v a u os

No altera a geometria da estrutura

Inconvenientes:

A ancoragem das chapas de ao

Durabilidade das juntas coladas expostas s

influncias atmosfricas (a descolagem muitas vezes provocada pela corroso daschapas de ao e por variaes locais detemperatura)



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Outros elementos relevantes:

A utilizao desta tcnica em vigas deedifcios apresenta um inconveniente

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a c ona - a necess a e e pro ec o

contra incndio das chapas de ao e,principalmente, da resina de epxidohabitualmente usada como agente ligante, aqual perde caractersticas para temperaturasno muito elevadas



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2.4.2. Colagem de FRPs

Vantagens:

No sofre corroso (ao contrrio do ao)

Peso reduzido

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Facilidade de aplicao

Inconveniente:

Comportamento elstico at rotura

Alguns FRPs perdem caractersticas sob a

aco dos raios ultravioleta, sendonecessrio providenciar proteco eficaz

Em edifcios necessrio prever protecocontra incndio



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2.4.2. Colagem de FRPs

Vantagens:

No sofre corroso (ao contrrio do ao)

Peso reduzido

43/75

Facilidade de aplicao

Inconvenientes:

Comportamento elstico at rotura

Alguns FRPs perdem caractersticas sob aaco dos raios ultravioleta, sendonecessrio providenciar proteco eficaz

Em edifcios necessrio prever protecocontra incndio



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2.4.3. Aplicao de perfis metlicos

Vantagens:

O aumento de rigidez uniformementedistribudo (no h necessidade, em

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pr nc p o, e re orar as un a es

Inconveniente:

Processo trabalhoso (exige mo de obraespecializada)

Necessidade de proteco contra incndio

(sobretudo devido perda de resistnciadas resinas de epxido, geralmente usadaspara realizar a ligao das cantoneiras aopilar, para temperaturas pouco elevadas)



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2.4.3. Aplicao de perfis metlicos

Vantagens:

O aumento de rigidez uniformementedistribudo (no h necessidade, em

45/75

pr nc p o, e re orar as un a es

Inconvenientes:

Processo trabalhoso (exige mo de obraespecializada)

Necessidade de proteco contra incndio

(sobretudo devido perda de resistnciadas resinas de epxido, geralmente usadaspara realizar a ligao das cantoneiras aopilar, para temperaturas pouco elevadas)



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2.4.4. Encamisamento metlico

Vantagens:

Obteno de um confinamento lateral eficaz

Aumento de resistncia ao corte com um

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insignificante aumento da seco transversal

Inconveniente:

A operao exige mo-de-obraespecializada

No caso de aplicao da tcnica em

edifcios, necessrio prever protecocontra incndio



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2.4.4. Encamisamento metlico

Vantagens:

Obteno de um confinamento lateral eficaz

Aumento de resistncia ao corte com um

47/75

insignificante aumento da seco transversal

Inconveniente:

A operao exige mo-de-obraespecializada

No caso de aplicao da tcnica em

edifcios, necessrio prever protecocontra incndio



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2.4.5. Encamisamento de beto armado

Vantagens:

Simplicidade de execuo, no sendonecessria mo-de-obra especializada

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Distribuio uniforme do aumento de rigidez

da estrutura, no sendo necessrio, emprincpio, o reforo das fundaes

Aumento de durabilidade do pilar, emcontraponto com a necessidade deproteco contra a corroso ou incndio dastcnicas em que o ao fica exposto e em

que so usadas resinas de epxido



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2.4.5. Encamisamento de beto armado

Inconvenientes:

No caso de se pretender obter continuidadedo reforo entre pisos, h necessidade da

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arma ura ong u na e re oro a ravessara laje, obrigando a fur-la e, no caso de estaser vigada, a posio dos vares daarmadura longitudinal de reforo ficacondicionada



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2.5. PR-ESFORO E DISPOSITIVOSESPECIAIS

2.5.1. Pr-esforo exterior

Objectivos:

Reduo de esforos e deformaes

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51/75


2.5.2. Amortecedores

Objectivos:

Melhoramento da resposta dinmica

51/75



52/75


2.5.2. Amortecedores

Objectivos:


52/75



53/75


2.5.3. Dissipadores de energia

Objectivos:


53/75



54/75


2.5.4. Isolamento de base

Objectivos:


54/75



55/75

NDICE DA APRESENTAO

1. ENQUADRAMENTO


55/75





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3.1. DIMENSIONAMENTO

3.1.1. Esforos resistentes da

seco reforada

Admite-se o monolitismo daseco transversal

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Reforo por colagem de FRPs

cu o por equ r o etenses na seco



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as1 as2

As1 As2

h

b

as1r as2r

As2rAs1r

b

+2

e

h+2e

h

b

= + -


3.1.1. Esforos resistentes naseco reforada

Admite-se o monolitismo daseco transversal

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z(Fc)

Fc Fs1 Fs2

s2r

s1r

cr

x

s1c

s2x-e

z(Fcv)

c

Fcv

x-e

Fs2rFs1r Fcr

+ -

+ -z(Fcr)

Eduardo JLIO

cu o por equ r o etenses na seco

Reforo por encamisamento de beto armado



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3.1.2. Ligao reforo/substrato

No caso de ligaes beto-beto, o Eurocdigo 2caracteriza o substrato como

6.2.5 Shear at the interface between concrete cast at different times

vRdi = c fctd + n + fyd (sin + cos ) 0,5 fcd

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EUROCODE 2

, ,ou indentado

As diferenas sointroduzidas na expressoatravs de dois parmetros,c e , coesoe coeficientede atrito, respectivamente



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A caracterizao qualitativada rugosidade do beto dosubstrato preconizada pelo

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Estudos conduzidos no DECFCTUC demonstraram que:(1) possvel obter um perfilde rugosidade do substratode beto;



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(2) com o perfil derugosidade do substrato debeto possvel determinar

Measured Roughness Normalized Roughness

Surface treatment Surface treatment

As-cast

Wire

brushing

Sand

blasting

As-cast

Wire

brushing

Sand

blastingRa 0.031 0.099 0.203 0.136 0.434 0.890

Rz(DIN) 0.213 0.403 0.797 0.232 0.439 0.868

Rmax 0.370 0.708 0.994 0.290 0.555 0.779

60/75

R3z 0.118 0.252 0.628 0.172 0.367 0.914

R3zmax 0.188 0.347 0.825 0.206 0.379 0.902

Rz(ISO) 0.293 0.605 1.088 0.229 0.473 0.851

Ry 0.370 0.847 1.231 0.240 0.550 0.800

Rpm 0.083 0.160 0.401 0.189 0.364 0.912

Rp 0.132 0.282 0.527 0.216 0.461 0.861

Rvm 0.130 0.243 0.396 0.269 0.504 0.821

Rv 0.238 0.565 0.704 0.255 0.605 0.754



61/75



(3) possvel estabelecerrelaes lineares comelevados coeficientes de

61/75

parmetros de rugosidade e

a resistncia da interface aocorte e traco;



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(4) possvel estabelecerrelaes lineares comelevados coeficientes de

Roughness Parameter Slant Shear

Test

Pull-Off

Test

Average Roughness Ra 0.9283 0.9306

Mean peak-to-valley height Rz(DIN) 0.8966 0.8994Maximum peak-to-valley height Rmax 0.9776 0.9789

Mean third highest peak-to-valley

height R3z 0.8642 0.8673

62/75

parmetros de rugosidade e

a resistncia da interface aocorte e traco;

(5) vivel adoptar ummtodo quantitativo paraavaliar a resistncia dainterface beto-beto.

Maximum third highest peak-to-

valley height

R3zmax 0.8570 0.8602

Ten points height Rz(ISO) 0.9271 0.9295

Total roughness height Ry 0.9805 0.9817

Mean peak height Rpm 0.8535 0.8567

Maximum peak height Rp 0.9219 0.9243

Mean valley depth Rvm 0.9401 0.9423

Maximum valley depth Rv 0.9995 0.9997



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3.2. PORMENORIZAO


Alm da rugosidade dosubstrato, tm influncia naligao beto novo-beto

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betes; (2) as respectivas

idades; (3) a temperatura e ahumidade relativa; (4) omtodo usado na limpeza dasuperfcie; (5) o agente deligao; (6) o mtodo deaplicao deste; (7) a

utilizao de armadura deligao; e (8) o tipo deensaio usado para avaliar aresistncia da ligao.



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3.2. PORMENORIZAO


Estudos conduzidos no DECFCTUC demonstraram que:(1) as tcnicas que

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beto do substrato, com

exposio dos agregados,sem percusso, so as maiseficazes;



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3.2. PORMENORIZAO


(2) a aplicao de colas nosubstrato de beto, noaumenta a resistncia da

65/75

,rugosidade seja

incrementada com umatcnica adequada.



66/75

3.2. PORMENORIZAO


(3) a utilizao de betes ougrouts de elevadosdesempenhos (elevada

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reduzida) apresenta

vantagens na ligao betonovo/beto velho.



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3.2. PORMENORIZAO


(4) a generalidade dasexpresses de clculo daresistncia da ligao beto

40

60

80

100

120

140

Loa

d(kN)

67/75

,utilizam conectores, pode

no fornecer resultadosfiveis.0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Displacement (mm)

0

2

4

6

8

10

12

14

0 2 4 6 8 10 12 14

Normal Stress (MPa)

ShearStress(MPa)

debonding stress maximum shear stress CSA

ACI 318 JSCE BS 8110

REBAP MC 90 EC 2



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3.3. INVESTIGAO

Est em curso no DECFCTUC um projecto de I&Dsobre ligaes beto-betoque integra 5 teses dedoutoramento:

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3.3. INVESTIGAO

Est em curso no DECFCTUC um projecto de I&Dsobre ligaes beto-betoque integra 5 teses dedoutoramento

Avaliao do Corte Longitudinal em ElementosCompsitos de Beto ArmadoPedro Miguel Duarte dos Santos

Modelao Numrica do Comportamento Estrutural deInterfaces Beto/BetoDaniel Antnio Semblano Gouveia Dias da Costa (FCTUC)

Reforo de Fundaes com Micro-Estacas

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Joo Paulo Veludo Vieira Pereira (ESTGLeiria)

Reforo ao Confinamento de Pilares de Beto Armadocom Mantas de CFRP Pr-EsforadasMarta Alexandra Baptista Agante (ESTGLeiria)

Reforo de Estruturas de Beto Armado com BetesLeves de Argila Expandida

Hugo Srgio Sousa Costa (ISEC)



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3.3. INVESTIGAO

Est em curso no DECFCTUC um projecto de I&Dsobre ligaes beto-betoque integra 5 teses dedoutoramento e 3 teses demestrado.

Composio e Caracterizao Mecnica de BetesLeves de Argila ExpandidaHugo Srgio Sousa Costa (ISEC)

A Influncia da Utilizao de Colas no Comportamentode Interfaces Estruturais Beto-BetoFrancisco Manuel Melo de Sousa Loureiro (Grupo Amorim)

Caracterizao do Corte Longitudinal em Interfaces

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Beto/Beto com Armadura de LigaoFilipe Alves Vieira Saraiva (Pavicentro)



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NDICE DA APRESENTAO

1. ENQUADRAMENTO


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3. DIMENSIONAMENTO E PORMENORIZAO4. CONSIDERAES FINAIS



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A correcta caracterizao da estruturaexistente e a clara definio dos objectivos aatingir com o reforo so essenciais seleco da(s) tcnica(s) a adoptar;

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73/75


A correcta caracterizao da estruturaexistente e a clara definio dos objectivos a

atingir com o reforo so essenciais seleco da(s) tcnica(s) a adoptar;

Os pressupostos de clculo devem serconhecidos; a adequao das expresses

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dos regulamentos, em geral definidas paraconstruo nova, deve ser verificada;



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74/75


A eficcia das tcnicas de reforo est emgrande parte dependente de uma correctapormenorizao;



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75/75


A eficcia das tcnicas de reforo est emgrande parte dependente de uma correctapormenorizao;

essencial a consulta de bibliografiatcnico-cientfica especializada.

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