Dimensionamento das lajes de uma edificação multifamiliar em concreto armado com o emprego de Barras de Fibra de Basalto (BFRP)

Abstract

As barras de polímeros reforçadas com fibras (FRPs, Fiber Reinforced Polymers) surgiram como alternativa promissora ao aço para reforço de estruturas de concreto, devido sua alta resistência a tração, baixo peso específico, não condutividade térmica e magnética e resistência a corrosão. Este estudo apresenta as propriedades das FRPs e realiza o dimensionamento das lajes maciças de uma edificação residencial multifamiliar, inicialmente com as armaduras de reforço aço (NBR 6118, 2014) e após com armaduras de reforço em BFRP (Barras de polímeros reforçadas com fibra de basalto), conforme a ACI 440.1R (2015), com o objetivo de avaliar a aplicabilidade das BFRPs como reforço em estruturas de concreto em comparação ao reforço em armadura metálica. Foi possível concluir que as lajes armadas com BFRP atenderam aos critérios do estado limite último de flexão e cisalhamento, bem como o estado limite de serviço de fissuração e deflexão, pelo modo de ruptura por rompimento da barra, porém apresentam resultados para a área de armadura superior as lajes armadas com aço, devido principalmente ao conservadorismo da ACI 440.1R (2015) na determinação dos limites de utilização das FRPs. Deste modo, as lajes armadas com BFRP apresentam custo inicial superior para aplicação em lajes de concreto armado de edifícios, entretanto sua aplicação é justificada para ambientes susceptíveis a corrosão devido ao aumento da vida útil e economia em custos de manutenção das estruturas.

Fiber-reinforced polymer bars have emerged as a promising alternative to steel for reinforcing concrete structures, due to their high tensile strength, stiffness, low specific weight, non-thermal and magnetic conductivity and corrosion resistance. This present work presents the properties of FRPs and performs the dimensioning of the solid slabs of a multifamily residential building, initially with steel reinforcement (NBR 6118, 2014) and later with reinforcement in BFRP (basalt fiber reinforcement polymer bars), according to ACI 440.1R (2015), with the objective of evaluating the applicability of BFRPs as reinforcement in concrete structures compared to reinforcement in metallic reinforcement. It was possible to conclude that the slabs reinforced with BFRP met the criteria of the ultimate limit state of bending and shearing, as well as the service limit state of cracking and deflection, by the mode of failure by breaking the bar, but they present results for the reinforcement area higher than slabs reinforced with steel, mainly due to the conservatism of ACI 440.1R (2015) in determining the limits of use of FRPs. Thus, slabs reinforced with BFRP have a higher initial cost for application in reinforced concrete slabs of buildings, however its application is justified for environments susceptible to corrosion due to the increase in useful life and savings in maintenance costs of structures.