Demonstração de Cálculo: Aumento de Capacidade com CFRP

1. Fundamentos do Reforço Estrutural com CFRP

• O que é CFRP?

  CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) é um material compósito formado por fibras de carbono embebidas em uma matriz polimérica, reconhecido por sua altíssima resistência à tração, leveza e resistência à corrosão123.

• Onde se aplica?

  Usado no reforço de vigas, lajes, pilares, pontes, reservatórios e até recuperação de edificações históricas, elevando a capacidade de carga, corrigindo danos ou adaptando a estrutura a novos usos1342.

2. Técnicas de Aplicação de CFRP

a) Colagem Externa (EBR – Externally Bonded Reinforcement)

• Aplicação de laminados ou mantas de CFRP na face tracionada da peça estrutural, fixados com resina epóxi546.

b) Montagem Subsuperficial (NSM – Near Surface Mounted)

• Instalação de barras ou tiras de CFRP em sulcos feitos no concreto e coladas com resina, apresentando maior eficiência especialmente frente à variação de temperatura e durabilidade67.

3. Benefícios do Reforço com CFRP

• Aumento de capacidade de carga (flexão e cisalhamento)
• Rapidez e praticidade na execução
• Baixo peso, mínima alteração geométrica
• Resistência à corrosão e durabilidade
• Preservação da estética da obra original12384

4. Demonstração de Cálculo: Aumento de Capacidade à Flexão com CFRP

Vamos a um exemplo simples para vigas de concreto armado reforçadas pelo método EBR:

Dados:

• Viga de concreto:

  $Largura b=15 cmb = 15\,\text{cm}b=15cm$

  $Altura h=40 cmh = 40\,\text{cm}h=40cm$

  $Altura útil d=37 cmd = 37\,\text{cm}d=37cm$

  $Concreto fck=25 MPaf_{ck} = 25\,\text{MPa}fck=25MPa$

  $Aço CA-50 fyk=500 MPaf_{yk} = 500\,\text{MPa}fyk=500MPa$

  $Reforço: 1 lâmina de CFRP (espessura 1,2mm, largura 10cm, fCFRP=2.400 MPaf_{CFRP} = 2.400\,\text{MPa}fCFRP=2.400MPa)$