Modelação de elementos estruturais reforçados com compósitos de FRP recorrendo ao método dos elementos discretos

Abstract

O presente trabalho incide na análise da interface colada entre um polímero reforçado com fibras (FRP) e um outro elemento estrutural através da técnica de reforço por colagem externa(EBR). Este tipo de ligação foi modelado com o software PFC2D o qual se rege pelo Método dos Elementos Discretos (MED). O propósito deste trabalho surge com a crescente utilização de FRP no reforço de estruturas e com alguns inconvenientes relacionados com descolamento prematuro destes compostos aos seus substratos, para além do facto de crer que a utilização de um Modelo de Elementos Discretos é utilizado pela primeira vez para simular o processo de delaminação do FRP-substrato rígido. O FRP foi calibrado e validado a partir de valores de ensaios laboratoriais existentes na literatura, sendo de seguida efectuados vários ensaios de corte simples sem restrição de deslocamentos e modelados para diferentes leis lineares.Os resultados numéricos mostraram que o MED é capaz de estimar com boa precisão as soluções exactas, desde as tensões de ligação a deslizamentos. Também uma lei bi-linear disponível no PFC2D foi utilizada e comparada com os resultados numéricos existentes na literatura. De forma a prevenir o descolamento prematuro, o processo de delaminação foi analisado para duas alternativas: uma alternativa em que é utilizado um dispositivo de fixação mecânico numa das extremidades do comprimento colado e outra em que a fixação é efetuada através de uma largura variável linear do FRP. A modelação da primeira alternativa é efectuada com recurso a uma uma lei bi-linear disponível no PFC2D, sendo a segunda alternativa modelada com uma lei descendente. Os resultados numéricos obtidos, para além de demonstrarem que é possível alcançar uma força de rotura pelo FRP, mostrou que o MED poderá ser uma solução para a análise desta problemática.