Autor: Eduardo dos Santos Abreu Filho (Currículo Lattes)
Resumo
A indústria da construção civil brasileira possui um papel fundamental no desenvolvimento econômico e tecnológico do país. Cada vez mais, busca-se matéria-prima de alto desempenho, maior resistência e durabilidade. As barras de polímero reforçado por fibras (FRP - Fiber-Reinforced Polymers) está entre os materiais que apresentam uma perspectiva promissora, sendo usado como armadura para o concreto, em substituição às armaduras de aço. Ressalta-se que a utilização do FRP, principalmente em ambientes marítimos, onde o aço tende a sofrer corrosão, cresceu bastante nos últimos anos. Além de anticorrosivas, as barras de FRP possuem baixo peso específico e ausência da interferência eletromagnética, que são características importantes. Contudo, o grande desafio é o baixo módulo de elasticidade e a ruptura frágil, pois no projeto de vigas de concreto armado com barras de FRP, ocorre a soma de dois materiais de comportamento frágil, diferente das vigas armadas com barras de aço, onde a falha é dimensionada pelo escoamento do aço, caracterizado por uma falha dúctil. Nesse sentido, este estudo tem como objetivo o dimensionamento e avaliação da confiabilidade do uso das armaduras de FRP em vigas de concreto armado, como substituto ao tradicional aço a fim de identificar suas vantagens e desvantagens. Para tanto, considerou-se o desempenho de vigas sob carregamentos pesados em ambientes agressivos de zonas portuárias, verificando a influência da variação de parâmetros de projeto sobre a segurança da estrutura. Foi realizada uma ampla revisão bibliográfica sobre o projeto de vigas de concreto armado com barras de FRP. O dimensionamento foi realizado para vigas armadas com barras de fibra de carbono e de vidro, de acordo com o ACI 440.1R (2015) e com barras de aço de acordo com a ABNT NBR 6118 (2014), comparando a capacidade do momento resistente das vigas. As variáveis envolvidas, como as propriedades mecânicas das barras, a capacidade resistente do concreto e os carregamentos, foram geradas aleatoriamente e empregadas em métodos probabilísticos para avaliação da confiabilidade estrutural. Foi utilizado o Método de Confiabilidade de Primeira Ordem (FORM) para a determinação do índice de confiabilidade e a consequente probabilidade de falha, utilizando a linguagem Python, de vinte e sete vigas no Estado-Limite último de flexão e validado pelo Método de Monte Carlo. A confiabilidade das vigas em concreto armado com barras de FRP, dimensionadas de acordo com o ACI 440.1R (2015), resultou superior às vigas de concreto armado dimensionadas de acordo com a ABNT NBR 6118 (2014), com barras de aço. Os resultados mostraram-se coerentes e verificou-se, de uma forma geral, a solução em armaduras em FRP é viável na utilização na construção civil, desde que sejam observados os cuidados necessários em relação às propriedades deste material.