PT1116836E - Reforço externo para vigas colunas placas e semelhantes - Google Patents

Description

REFORÇO EXTERNO PARA VIGAS, COLUNAS, PLACAS E il A presente invenção refere-se a ss reforço externo para vigas, coluna, placas e semelhantes, mais particularmente a um reforço que permite aumentar a carga máxima permissivel de vigas, colunas ou semelhantes, já existentes, feitas de madeira, betão, metal ou outro material. É sabido que, para o reforço de construções existentes, existem reforços externos, que consistem, por exemplo, numa chapa de aço, sendo esta última fixada a referida construção por meio de cola, cavilhas, ou semelhantes.

Este reforço externo conhecido apresenta, no entanto, o inconveniente de, por um lado, ser muito pesado, e, por outro lado, ser difícil de fixar. A fim de se obviar a estes inconvenientes, foi já proposto um reforço externo alternativo, reforço esse que consiste numa placa formada por fibras, tais como, por exemplo, fibras de carbono, fibras de vidro ou fibras de aramida, que são embebidas numa resina.

Até ao presente, o referido reforço é produzido por um processo contínuo, por exemplo, por extrusão por arrasto. É possível, de facto, por meio desta técnica conhecida, realizar um reforço externo que tenha uma composição bem definida, um comprimento muito grande, uma largura e espessura constantes, e uma superfície lisa.

Embora este reforço externo seja consideravelmente menos pesado e possa ser produzido de forma relativamente simples, em comparação com um reforço externo que consista em chapas, apresenta o inconveniente considerável de todas as fibras estarem situadas na direcção longitudinal do reforço em forma de placas, de modo que estas chapas podem suportar forças apenas segundo a sua direcção longitudinal.

Na realidade, as forças que, neste caso, são exercidas sobre as fibras, são transferidas para as fibras vizinhas apenas por meio da resina.

Para além disso, não é possível perfurar aberturas nestas placas de reforço conhecidas, tendo em consideração o facto de que isto resultaria numa interrupção local de alqumas fibras, de tal modo que as forças exercidas sobre as fibras assim interrompidas também não podem ser transferidas para as fibras vizinhas.

Outra desvantagem do reforço externo conhecido é o facto de a sua superfície ser muito lisa, em resultado do método de produção destas placas, em consequência da qual a aderência da mesma a uma construção a ser reforçada ser bastante pequena, de tal modo que, a fim de se melhorar esta aderência, esta superfície seja em geral tratada com a intenção de a tornar mais rugosa, por exemplo, por tratamento com jacto de areia, despolimento, ou tratando-a de qualquer outras forma, o que, no entanto, exige um trabalho muito intenso. Além disso, as fibras podem ser danificadas por este tratamento, em resultado do qual é reduzida a resistência da placa de reforço. A Patente EP 0 799 951 revela um elemento de reforço, que consiste numa tela de fibras de carbono que é aplicada sobre um elemento estrutural, tal como uma ponte ou uma estrada. Depois de ser aplicada sobre o referido elemento estrutural, a tela é curada sobre o mesmo com uma resina epoxi. Deste modo, o material de reforço é formado integralmente com o referido elemento estrutural.

Um inconveniente importante deste reforço de acordo com a Patente EP 0 799 951 é o facto de, muito frequentemente, não poderem ser controladas as condições ambientais do local, de tal forma que não pode ser garantida a qualidade deste reforço. Por conseguinte, este método não é adequado para ser usado em condições de muito frio, ou quando chove intensamente, ou quando a estrutura está suja ou húmida.

Outro inconveniente de um elemento de reforço deste tipo, de acordo com a Patente EP 0 799 9 51, reside no facto de a realização do reforço ser uma tarefa muito difícil e exigir operários especialmente treinados, equipados com materiais e ferramentas específicos para, respectivamente, se preparar a superfície da estrutura para uma melhor aderência da resina; para misturar os produtos que compõem a resina; para a impregnação do material da folha de reforço; e para a aplicação, quer da resina, quer do material de folha impregnada, a superfície da estrutura. A presente invenção tem, pois, como objecto um reforço externo, que exclui os inconvenientes acima apontados e outros inconvenientes dos reforços adicionais conhecidos, e que tem como a sua finalidade mais importante permitir uma melhor aderência e ligação entre o reforço externo e a coluna, viga ou semelhante, a ser reforçada. A invenção refere-se, pois, a estes reforços externos, que podem ser realizados com maior espessura nos pontos em que ocorrem as maiores forças de tracção e/ou compressão.

De acordo com a invenção, este objectivo é alcançado por um reforço externo na forma de uma placa pré-fabricada maciça, que consiste essencialmente na combinação de fibras e de uma resina, em que a maioria das fibras está situada na direcção longitudinal do reforço e em que pelo menos partes bem definidas do reforço externo estão dotadas de um reforço adicional formado por fibras que estão dispostas de acordo com pelo menos uma direcção diferente da direcção longitudinal do reforço.

Com a intenção de mostrar melhor as características da invenção, será descrita a seguir, como um exemplo sem qualquer carácter limitativo, uma forma preferida da realização de um reforço externo para vigas, colunas, placas e semelhantes, a qual consiste essencialmente numa combinação de fibras e de uma resina.

As fibras do reforço externo, mencionadas acima, podem consistir em fibras de vidro, fibras de carbono, fibras de aramida, ou em fibras naturais, tais como, cânhamo, linho, coco, ou una combinação destas fibras, enquanto a resina á de preferência uma resina epoxi, uma resina de éster vinílico, uma resina de poliéster ou qualquer outra espécie de resina apropriada.

De acordo com a invenção, um reforço externo em forma de placa é realizado de forma que não só a maioria das fibras esteja situada na direcção longitudinal do reforço externo, que é também a direcção em que será exercida uma força de tensão sobre o reforço externo, mas, além disso, de acordo com a invenção, é proporcionado um reforço adicional, pelo menos em partes bem definidas do reforço externo, adicionando-se fibras que estão situadas em pelo menos uma direcção diferente da direcção longitudinal do reforço externo.

Numa forma particular de realização, a espessura do reforço externo pode ser variável na sua direcção longitudinal, a fim de intensificar o reforço nos pontos em que as forças de tensão e/ou de compressão são mais intensas, por exemplo, no caso de um reforço externo para uma viga, no meio do comprimento da viga.

As fibras nas partes bem definidas acima indicadas são dirigidas de tal forma que se cruzem umas com as outras, de modo que, quando se efectua uma perfuração através do reforço externo, as forças de tracção e/ou compressão são transferidas para outras fibras de reforço, o que permite uma fixação mecânica do reforço externo ao material a ser reforçado, por meio de parafusos, cavilhas e semelhantes.

Além disso, é obtida localmente uma superfície rugosa, o que oferece a vantagem importante de aumentar a aderência da cola, em resultado do que o reforço absorverá as forças de melhor forma.

De acordo com a invenção, o reforço externo pode absorver forças que não estejam dirigidas de acordo com a direcção longitudinal do material a ser reforçado.

Antes de ser aplicado no local, o reforço externo pode ser dotado, de um ou de ambos os lados, com um tecido com fraca aderência, tecido esse que, quando removido, deixa uma impressão sobre o reforço externo.

Removendo-se este tecido antes da aplicação do reforço externo é também obtida uma superfície rugosa, de tal modo que se tornam redundantes tratamentos adicionais, tais como a aplicação de jacto de areia ou o despolimento mecânico do reforço.

Além disso, o tecido com fraca aderência acima mencionado protege o reforço externo contra a poluição, tais como dedadas, pó e outras, que poderiam tornar difícil a colagem do reforço externo ao material a ser reforçado.

Num caso particular, o reforço externo pode ser isotrópico em locais bem definidos.

Como reforço externo de acordo com a invenção, pelo menos nos pontos em que é fixado a uma viga, coluna ou semelhantes, por meio de cola, cavilhas ou semelhantes, é dotado de fibras adicionais que são dirigidas segundo direcções diferentes da direcção longitudinal da referida maioria das fibras, consegue-se que a criação de aberturas no reforço para a passagem das referidas cavilhas não produza efeitos sobre a resistência a tracção ou a compressão das fibras dirigidas longitudinalmente.

De facto, estas aberturas podem ser praticadas no referido reforço externo antes ou também depois, por exemplo, quando da fabricação do reforço, mais particularmente, dispondo as fibras, antes do endurecimento da resina, de tal forma que fiquem dispostas em torno das aberturas requeridas.

As fibras acima mencionadas, que têm que proporcionar a resistência adicional no reforço externo, podem ser formadas por tecidos, tecidos de malha, esteiras, não-tecidos ou semelhantes, que consistem em fibras que são dispostas pelo menos segundo uma direcção que se desvia da direcção longitudinal do reforço externo.

Na superfície do reforço externo pode ser aplicado, adicionalmente, um não tecido, quer electricamente condutor ou não, tal como, por exemplo, um não tecido de fibra de vidro, um não tecido de poliéster, ou semelhante. A presente invenção não está, de modo algum, limitada a forma de realização descrita anteriormente. Este reforço externo para vigas, colunas e semelhantes pode assim ser realizado numa diversidade de formas e dimensões, sem se afastar do âmbito da invenção, tal como é definido nas reivindicações anexas.

Lisboa,

Claims (5)

1. 3L Reforço externo para vigas, colunas, placas e semelhantes, na forma de uma placa pré-fabricada maciça, tendo uma direcção longitudinal, que consiste na combinação de fibras e de uma resina, em que as fibras estão embebidas na resina e em que a maioria das fibras está situada na direcção longitudinal do reforço, caracterizado por pelo menos partes bem definidas do reforço externo estarem dotadas de um reforço adicional formado por fibras que estão dispostas de acordo com pelo menos uma direcção diferente da direcção longitudinal do reforço.
2. 2. Reforço externo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a espessura do mesmo poder variar localmente, consoante as forças de tensão ou compressão exercidas sobre o mesmo.
3. 3. Reforço externo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos uma parte das fibras ser formada por um tecido, um tecido de malha, esteiras, não-tecidos ou semelhantes.
4. 4. Reforço externo de acordo com as reivindicações 1 ou 3, caracterizado por as fibras serem formadas, pelo menos parcialmente, por fibras de vidro, fibras de carbono, fibras de aramida, fibras naturais ou sintéticas, ou por uma combinação das mesmas.
5. 5. Reforço externo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por ser usada como resina uma resina epoxi, uma resina de poliéster, una resina de éstèr vinílico, uma resina de fenol, uma resina mineral ou um termoplástico. Reforço externo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por, antes de ser fixado, ser dotado, num ou em ambos os lados, pelo menos localmente, de um tecido com uma fraca aderência, o qual, quando removido, deixa uma impressão sobre o reforço externo.