Dissertação de mestrado integrado em Engenharia CivilO trabalho a desenvolver nesta dissertação decorre no âmbito do projeto de investigação
“LEGOUSE – Pré-fabricação Modular de Edifícios de Custos Controlados”, em
desenvolvimento no Departamento de Engenharia Civil da Universidade do Minho, que visa
criar uma solução inovadora para a construção de casas modulares, recorrendo a painéis
sandwich de betão pré-fabricados.
Os painéis sandwich de parede, propostos como solução mais funcional e económica, são
constituídos por duas camadas externas de Betão Autocompactável Reforçado com Fibras de
Aço (BACRFA), uma camada interna de material isolante e conectores em GFRP (Glass
Fiber Reinforced Polymer). Os painéis sandwich devem garantir o correto funcionamento
estrutural a que se destinam, mas também devem garantir bom comportamento térmico e
resistir às cargas de manuseamento, armazenamento e transporte.
Os conectores em GFRP estabelecem a ligação física entre os panos de betão, assumindo uma
função fundamental na transmissão de esforços entre eles e garantindo o funcionamento
conjunto do painel sandwich. O GFRP permite ainda a redução das pontes térmicas que são
originadas quando se aplicam conectores metálicos. Os conectores propostos são placas lisas
perfuradas de GFRP, que são embebidos nos elementos de betão. Para efeitos de comparação,
são preparados e ensaiados provetes com Betão Autocompactável Reforçado com Fibras de
Aço (BACRFA) e Betão Autocompactável (BAC). A fim de avaliar o comportamento do
conector ao corte e ao arranque são realizados ensaios em escala reduzida com provetes tipo
push-out e tipo pull-out, respetivamente. São testados provetes, onde se faz variar o tipo de
mantas de fibras de vidro usadas na produção dos conectores, a espessura dos conectores e o
número de furos por conector. A avaliação do comportamento isolado dos furos no conector é
efetuada através de ensaios de rasgamento em provetes com um único furo.
Com base nos resultados experimentais da capacidade resistente do conector em GFRP são
desenvolvidas expressões analíticas preliminares para a avaliação da capacidade resistente do
conector.The work here presented is developed within the research project “LEGOUSE – Préfabricação
Modular de Edifícios de Custos“, currently in development at the Civil
Engineering Department of University of Minho. This project aims to create an innovative
solution for the construction of modular housing, by using precast sandwich panels.
Sandwich wall panels are proposed as a more functional and economic solution and consist of
two outer wythes made of Steel Fiber Reinforced Self Compacting Concrete (SFRSCC), an
internal layer of insulating material and GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) connectors.
The sandwich panels must guarantee the correct structural functioning, a good thermal
behavior and should also resist to loads that result from handling, storage and transportation.
GFRP connectors establish the physical connection between the concrete wythes, assuming a
fundamental role in the transmission of loads between them and ensuring the global behavior
of the panel. GFRP also reduces the effect of thermal bridges that exist when metal
connectors are applied. The proposed connectors consist on perforated GFRP flat plates that
are embedded in concrete elements. For comparison purposes, test specimens are prepared
and tested with Steel Fiber Reinforced Self Compacting Concrete (SFRSCC) and Self
Compacting Concrete (SCC).
To evaluate the behavior of the connector, tests are performed on small scale specimens
prepared for push-out tests and pull-out tests. The tested specimens’ variation consists on the
type of glass fiber layers used to produce the connectors, on its thickness and on the number
of holes per connector. The performance evaluation of isolated holes in the connector is done
by testing strips with a single hole.
Preliminary analytical expressions are developed in order to evaluate the strength capacity of
the connector. These equations are based on the experimental results obtained
