LuÃs Fernando Ferreira Teixeira da Silva EficiÃªncia de diferentes ...

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Capitulo 2 – Reforço de elementos estruturais à flexão com recurso a CFRP’s Equipamentos industriais; Variação diferencial de pressões hidrostáticas e de temperatura.1984):As acções dinâmicas supracitadas, podem ser agrupadas em três categorias (RILEM, Acções de impacto – caracterizadas por elevadas taxas de carregamento; Acções cíclicas baixas – caracterizadas por baixo número de ciclos de elevados níveis detensão. Trata-se de ciclos de fadiga baixos, no qual o número de ciclos vagamenteultrapassa os 1000 ciclos; Acções cíclicas altas – caracterizadas por um grande número de ciclos de baixos níveisde tensão. Trata-se de ciclos de fadiga altos, no qual o número de ciclos ultrapassa os1000 ciclos.Independentemente da catalogação acima descrita, há outros actores, como Hsu(1981), que definem, para as mesmas acções cíclicas, várias categorias (Tabela 2.5):Tabela 2.5 – Espectro de acções de fadiga (adaptado de Hsu 1981)Ciclos de fadiga baixos Ciclos de fadiga altos Ciclos de fadiga muito altosEstruturas sujeitas asismosPavimentosdeaeroportos epontesEstradas epontesferroviárias,pavimentos deauto-estradasEstruturas detráfego de altavelocidadeEstruturasmarítimas1 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 92.5.1 Mecanismo de fadigaO mecanismo de fadiga ainda não é completamente compreendido e mesmo as teorias queexplicam o inicio e propagação das fendas não chegam a um consenso. Murdock e Kesler(1960) afirmam que o inicio do fenómeno de fadiga pode-se ser associado à deterioraçãogradual da ligação entre o agregado graúdo e a matriz ligante. A rotura do elementoestrutural ocorre com a rotura da matriz (Murdock et al. 1960).Antrim (1967), por outro lado, considera que a rotura por fadiga é proveniente daformação e propagação de pequenas fendas na matriz cimenticia, no qual irão enfraquecera secção ao ponto de esta não suportar a carga aplicada. O autor ainda garante que odesenvolvimento deste tipo de fendas depende essencialmente da razão água-cimento e napresença de tensões de retracção existentes na matriz cimentícia (Antrim 1967).30
Eficiência de diferentes técnicas no reforço à flexão de vigas submetidas a acções monotónicas e de fadigaOs modelos acima mencionados são ainda bastante teóricos, em parte porque osresultados obtidos em ensaios laboratoriais não vão de encontro aos verificados narealidade. Em casos reais, a tensão instalada nas estruturas correntes é inferior a 50% daresistência do betão, sendo assim não é possível levar a estrutura à rotura por fadiga(RILEM 1984). Contudo, mesmo assim pode-se concluir que a fadiga no betão estáassociada ao desenvolvimento interno de micro-fendas tanto na interface matriz cimentíciaagregadocomo na própria matriz.2.5.2 Respostas ao fenómeno de fadigaInerente ao fenómeno de fadiga, surge um outro conceito denominado por limite de fadiga,N. Este novo parâmetro surge como resposta à fadiga, no qual define o número máximo deciclos de carregamento que uma estrutura consegue suportar, sem que ocorra um acumularde danos e eventual rotura. O limite de fadiga é variável e depende das características domaterial e das condições de carregamento impostas. Outra alternativa como resposta àfadiga, é a resistência à fadiga ou nível de tensão, designada por S. O nível de tensãorepresenta a fracção da resistência monotónica que uma estrutura poderá suportar para umdeterminado número de ciclos:(2.24)Sendo:– Tensão aplicada ao elemento de betão- Resistência estática do elemento de betãoCom a definição do conceito de nível de tensão, surge um outro parâmetro, comrelevância no estudo da fadiga, denominado razão de fadiga, R. A razão de fadiga é a razãoentre os níveis de tensão mínimo ( ) e máximo ( ).(2.25)A deformação total do betão fruto do carregamento cíclico divide-se em duascomponentes, deformação elástica ( ) e uma deformação dependente do tempo ( )(Holmen 1979):(2.26)A deformação está associada apenas ao carregamento cíclico, no qual se podedetectar três fases distintas na sua evolução:31
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