Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-09-20T11:51:13Z No. of bitstreams: 1 2012_NaildedeAmorimCoelho.pdf: 5375590 bytes, checksum: 5370c3d734ba12d049cfefba271ccdbf (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2012-09-20T19:53:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_NaildedeAmorimCoelho.pdf: 5375590 bytes, checksum: 5370c3d734ba12d049cfefba271ccdbf (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-20T19:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_NaildedeAmorimCoelho.pdf: 5375590 bytes, checksum: 5370c3d734ba12d049cfefba271ccdbf (MD5) / O concreto massa é geralmente utilizado em obras de grande porte, como barragens e fundações. É denominado assim por apresentar concretagens de grandes dimensões e volume. Essas características influenciam para o aumento da temperatura no interior do concreto devido à liberação de calor no processo de hidratação dos produtos cimentícios, esse processo é chamado de calor de hidratação. Junto com o calor de hidratação, os efeitos de condução, radiação e convecção, assim como as condições iniciais e de contorno do concreto também influenciam na elevação da temperatura do material. No entanto, a principal causa de preocupação nesses tipo de problema é o gradiente térmico atingido, ou seja, a diferença entre as temperaturas máxima e mínima que o concreto está sujeito. Pois, quanto maior o gradiente térmico, maior a probabilidade de surgimento de tensões térmicas que provocam as fissurações. As características e propriedades do concreto utilizado também influenciam diretamente nos efeitos térmicos. As análises realizadas com o ANSYS apresentam bastante performance quanto à evolução de temperatura, mudanças na geometria e condições de contorno. Isso mostra que a aplicação do método dos elementos finitos (MEF) pelo programa pode ser eficiente para a solução da equação de Fourier que rege os problemas de transferência de calor. A utilização do MEF pelo programa para o desenvolvimento das isotermas de temperatura no interior do concreto apresentou-se de forma satisfatória quanto a evolução de temperatura no interior de uma estrutura de concreto massa. Desta forma, as estruturas podem ser estudadas antes mesmo da execução, visualizando possíveis situações criticas. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The concrete mass is generally used in large construction such as dams and foundations. Concrete mass is called in this way for presenting large dimension and volume of concreting. These characteristics influence the temperature rise in the interior of the concrete due to release of heat in the process of hydration of cementitious products, this process is called the hydration heat. Together with the hydration heat, the effects of conduction, radiation and convection, as well as initial and boundary conditions of the concrete also influence the temperature rise of the concrete mass material. However, the main cause of concern in this type of problem is the temperature gradient achieved, ie the difference between the maximum and minimum temperatures that the concrete is subject. For the higher the thermal gradient, the greater the probability of occurrence of the thermal stresses causing cracking. The characteristics and properties of concrete used also directly influence the thermal effects. The analysis performed with ANSYS have enough performance for the evolution of temperature, changes in geometry and boundary conditions. It shows that the application of finite element method (FEM) by the program could be efficient for the solution of Fourier equation that defines the heat transfer problems. The use of the FEM by the program for the development of isotherms temperature within the concrete showed satisfactory results as the evolution of temperatures within the mass concrete structure. Thus, the structures can be studied even before the execution, observing possible critical situations

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2017-01-24T12:42:03Z No. of bitstreams: 1 2016_NaildedeAmorimCoelho.pdf: 11261362 bytes, checksum: ad8af393c321ece7ee7e0c7e6f074463 (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2017-03-22T16:26:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_NaildedeAmorimCoelho.pdf: 11261362 bytes, checksum: ad8af393c321ece7ee7e0c7e6f074463 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T16:26:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_NaildedeAmorimCoelho.pdf: 11261362 bytes, checksum: ad8af393c321ece7ee7e0c7e6f074463 (MD5) / A construção de barragens de gravidade foi um marco para o desenvolvimento de estudos e controle tecnológico do concreto massa. A curva de geração de calor, devido ao calor de hidratação do concreto massa, é obtida experimentalmente, e seu ajuste pode ser feito pela função Hill. As restrições impostas às estruturas em conjunto com as variações térmicas podem gerar as fissuras de origem térmica, que, dependendo das proporções geométricas do corpo, se propagam até à superfície. A fim de evitar a deterioração das estruturas, algumas medidas de redução da temperatura devem ser tomadas. No entanto, é importante verificar o processo construtivo antes do início da execução das obras. O Método dos Elementos Finitos - MEF é uma alternativa para a simulação numérica dos problemas reais. Diante disso, este trabalho buscou analisar a construção de estruturas de concreto massa, abrangendo as metodologias aplicadas para a redução do gradiente térmico via MEF, como a construção em camadas. Porém, antes de utilizar o programa escolhido, o ANSYS, foram feitas validações com o Método das Diferenças Finitas - MDF e soluções analíticas para garantir o correto domínio da ferramenta. Após obterem-se a curvas de temperatura transiente, foram examinadas as tensões em alguns pontos da estrutura analiticamente, com o auxílio do MATLAB. Foram aplicadas as curvas de fluência do American Concrete Institute - ACI, European Committee for Concrete - CEB, United States Department of the Interior Bureau of Reclamation - USBR e Bazant-Panula. Todas se mostraram eficientes no cálculo de tensões. Posteriormente, analisou-se a influência da geometria dos corpos, verificando hipóteses da construção em camadas, da presença de furos com temperatura reduzida dentro de uma estrutura. Por fim, foi modelada a construção de uma barragem de gravidade hipotética levando-se em consideração todos os resultados simulados nas fases anteriores. / The construction of gravity dams was a landmark for the development of studies and mass concrete technology control. The heat generation curve, due to the heat of hydration of the mass concrete is obtained experimentally, and its fit can be done by the Hill function. The constraints imposed on the structures associated with thermal variations can generate the thermal origin cracks, which, depending on the geometric proportions of the body can propagate to the surface. In order to avoid structures deterioration, some measures of temperature reduction must be taken. However, it is important to check the construction process before the start of the construction. The Finite Element Method - FEM is an alternative for numerical simulation of real problems. Therefore, this thesis sought to analyze the construction of mass concrete structures, covering the methodologies applied for thermal gradient reduction by FEM, such as layered construction. However, before using the program chosen (ANSYS), validations were made with the Finite Difference Method - FDM and analytical solutions to ensure the correct mastery of the tool. After obtaining transient temperature curves, tensions at some points of the structure were examined analytically using MATLAB. The creep curves of the American Concrete Institute - ACI, European Committee for Concrete - CEB, United States Department of the Interior Bureau of Reclamation - USBR and Bazant-Panula were applied, and all were efficient in tension calculation. Afterwards, the influence of the geometry of the bodies was analyzed, verifying hypotheses of the construction in layers, presence of holes with reduced temperature inside the structure. Finally, it was modeled the construction of a gravity dam taking into account all the simulated results in previous phases.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-08-08T19:59:24Z No. of bitstreams: 1 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-08-08T19:59:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-08T19:59:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) Previous issue date: 2017-11-07 / The increasing requests for shorter execution times in concrete using concrete results in a consequent demand for thermal control. This work aims to evaluate the use of silica in the reduction of temperature in cement reactions through tests on cement pastes using device and semi-adiabatic method developed in this research. For that, an equipment and method of use was developed. This work presents a method, including the design of the semi-adiabatic reaction measuring device, with the application of suitable materials to obtain the results, as well as an adequate experimental planning, allowing the evaluation of the active silica as a thermal control proposal. The results showed the different temperature indications, according to the respective dosages of active silica. The dosages of cement were substituted by silica in the proportions of 0, 7, 14 and 20% both with respect to w / c relation of 0.5. The silica was presented increasing or decreasing the temperatures of the reactions according to dosage, aspect, therefore, determinant to the process of application of the same for such purpose according to the data observed. / As crescentes solicitações de menores prazos de execução em projetos utilizando concreto massa traz consequente demanda ao controle térmico. Este trabalho tem o objetivo de avaliar a utilização da sílica na redução da temperatura em reações cimentícias através de ensaios em pastas de cimento empregando dispositivo e método semi-adiabático desenvolvidos nesta pesquisa. Para tanto foi elaborada um equipamento e método de uso. Este trabalho apresenta um método, incluindo o projeto do dispositivo de medição semi-adiabática da reação, contando com a aplicação de materiais adequados a obtenção dos resultados, bem como um planejamento experimental adequado possibilitando obter avaliação da sílica ativa como proposta de controle térmico. Os resultados mostraram as diferentes indicações de temperatura, conforme as respectivas dosagens de sílica ativa. Foram praticadas as dosagens de sílica em substituição ao cimento nas proporções de 0, 7, 14 e 20% ambas com relação a/c de 0,5. A sílica apresentou-se aumentando ou diminuindo as temperaturas das reações conforme dosagem, aspecto, portanto, determinante ao processo de aplicação da mesma para tal finalidade segundo os dados observados.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-12-13T11:59:28Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Patrícia Guedes Gambale - 2017.pdf: 11002358 bytes, checksum: 0a8a575fbc0c16340994402f2059944c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-12-13T12:00:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Patrícia Guedes Gambale - 2017.pdf: 11002358 bytes, checksum: 0a8a575fbc0c16340994402f2059944c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-13T12:00:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Patrícia Guedes Gambale - 2017.pdf: 11002358 bytes, checksum: 0a8a575fbc0c16340994402f2059944c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-08-31 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The advancement of concrete technologies and methods of structural calculation nowadays makes buildings increasingly challenging, especially from the point of view of foundations. Foundation blocks with great volumes need attention as to the fissures arising from the exothermic process of hydration of the concrete, this concern defines the mixture as mass concrete, a widespread term in the construction of dams and that has been gaining space in urban civil construction. This study proposes the monitoring of prototypes of concrete blocks developed in the laboratory and foundation block in the field, with the use of thermocouples comparing with numerical methods of finite elements aiming to improve the prediction of cracks and to develop techniques so that they are avoided. This study will analyze the influence of the type and consumption of cement in the emergence of tensions arising from the energy released during its hydration. As results, a relation of the type interference and cement consumption is presented through the monitoring and analysis of the foundation block prototypes developed in the research, the development of a simplified unidirectional model of temperature and voltage prediction due to the heat of hydration for to evaluate the maximum temperature reached and the potential of cracking in the concrete mass and the comparison between the temperature results obtained in the Ansys program, which uses three- dimensional modeling and, as a way of validating the predictive model of thermal behavior as a reliable tool of analysis, the study also presents a field monitoring of a foundation block of a construction located in Goiânia and later application of the forecast model and the Ansys program. It was found, therefore, that the cement type has a considerable influence on the compressive strength and the adiabatic elevation, the latter being less significant. As for the cement consumption analysis, there was a notable increase in temperature in the concrete with higher consumption, causing cracks in the analyzed structure. By means of the results presented by the Ansys program, the monitoring of the prototypes and block in the field and the proposed forecast model, the validation of this model was confirmed as a good predictive tool of thermal behavior, highlighting some limiting conditions that surround it. / O avanço das tecnologias do concreto e dos métodos de cálculo estrutural possibilita, nos dias atuais, edifícios cada vez mais desafiadores, principalmente do ponto de vista das fundações. Blocos de fundações de grandes volumes, definidos como concreto massa, carecem de atenção quanto às fissuras advindas do processo exotérmico de hidratação do concreto, estapreocupação atualmente é bastante difundida na construção de barragens e que vem ganhando espaço na construção civil urbana. Este trabalho propõe o monitoramento de protótipos de blocos de concreto desenvolvidos em laboratório e bloco de fundação em campo, com o uso de termopares comparando com métodos numéricos de elementos finitos objetivando aprimorar a previsão de fissuras e desenvolver técnicas para que estas sejam evitadas. O trabalho analisará a influência do tipo e consumo de cimento na liberação de calor e no surgimento de tensões advindas da energia liberada durante sua hidratação. Como resultados, são apresentados uma relação da interferência dos tipos e consumo de cimento por meio do monitoramento e análise dos protótipos de blocos de fundação desenvolvidos na pesquisa, o desenvolvimento de um modelo simplificado unidirecional de previsão de temperatura e tensão devido ao calor de hidratação para avaliar a temperatura máxima atingida e o potencial de fissuração no concreto massa e a comparação entre os resultados de temperatura obtidos no programa Ansys, que utiliza modelagem tridimensional e, como forma de validar o modelo preditivo do comportamento térmico como ferramenta confiável de análise, o trabalho também apresenta um monitoramento em campo de um bloco de fundação de uma obra localizada Goiânia e posterior aplicação do modelo de previsão e do programa Ansys. Verificou-se, assim, que o tipo de cimento influencia de maneira considerável na resistência à compressão e na elevação adiabática, sendo a última menos significativa. Quanto a análise de consumo de cimento, verificou-se um aumento notável de temperatura no concreto com maior consumo, ocasionando fissuras na estrutura analisada. Por meio dos resultados apresentados pelo programa Ansys, o monitoramento dos protótipos e bloco em campo e o modelo de previsão proposto, confirmou-se a validação do referido modelo como boa ferramenta pretidiva de comportamento térmico, ressaltando algumas condições limitantes que o cercam.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:05:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1- Capa.pdf: 18716 bytes, checksum: 1dddf42a26f2caa98fb2c3c97cb02a55 (MD5) Previous issue date: 2004-04-06 / O estudo realizado nesta dissertação é motivado principalmente pelo interesse em se avaliar a resposta térmica e tensional em estruturas de concreto massa nas primeiras idades considerando a viscoeleasticidade linear do material. Neste trabalho desenvolvem-se modelos numérico-computacionais e implementam-se os softwares PFEM_2DT e PFEM_2DAT, de análise térmica e de tensões no domínio bidimensional, respectivamente. Inicialmente, foi realizada uma revisão bibliográfica do problema termomecânico considerando os mecanismos e modelos físicos para a representação do mesmo, utilizando-se de ferramentas matemáticas e artifícios numéricos para a resolução do problema. Foram pesquisados ainda os parâmetros influentes na análise de temperaturas e de tensões no concreto massa, destacando-se as propriedades viscoelásticas de fluência e retração onde de forma resumida, porém esclarecedora, foram descritos seus principais conceitos, causas e efeitos bem como alguns dos principais modelos de representação dessas deformações diferidas. Por meio desses estudos teóricos e das conseqüentes implementações computacionais, foram analisadas diferentes estruturas de concreto através dos programas computacionais desenvolvidos e, posteriormente, realizadas comparações com resultados experimentais e numéricos obtidos por outros pesquisadores objetivando validar os aplicativos. Na elaboração deste software fez-se uso do novo paradigma de programação Programação Orientada a Objetos, associado à resolução de sistemas de equações lineares pelo Método dos Gradientes Conjugados. Analisou-se o comportamento das temperaturas de diferentes estruturas sujeitas ao calor interno gerado no concreto sob a influência das condições ambientais, que permitem que esse calor seja dissipado, gerando como conseqüência, distribuições de temperatura não-lineares no interior da estrutura. Nos estudos tensionais das estruturas de concreto massa analisadas nesta dissertação pôde-se avaliar a evolução das tensões de origem térmica considerando o material viscoelástico linear, comparando-as com a resistência à tração do material. Por fim, efetuaram-se estudos comparativos de tensões em um bloco de concreto massa utilizando os modelos elástico e viscoelástico linear, avaliando o nível de importância e o grau de magnitude da consideração dos efeitos diferidos associados quando da análise do comportamento termomecânico de estruturas maciças de concreto em fase de construção. / The study accomplished in this dissertation is motivated mainly by the interest in evaluating the temperature and stress field in mass concrete structures at first ages considering material s linear viscoeleasticity. The development and implementation of numeric-computational models are also scope of this work by means the softwares PFEM_2DT and PFEM_2DAT, of thermal stress analysis in the two-dimensional domain. Initially at first step, the bibliographic revision of the thermomechanical problem was accomplished considering physical mechanisms and models for its representation, using mathematical tools and numeric artifices for the resolution of the problem. The influential parameters in the analysis of temperatures and stresses in the mass concrete were also researched, standing out to the creep and shrinkage rheological properties, where in a summarized and elucidated way, its main concepts, causes and effects were described, as well as some of the main representation models of those differed deformations. Considering theoretical studies and the consequent computer implementations, different concrete structures were analyzed through the developed softwares, and compared with experimental and numeric results obtained by other researchers with the objective of validating the applications. In the elaboration of this software was made use of the new programming paradigm Object-Oriented Programming, associated to the resolution of linear systems equations for the Method of the Conjugated Gradients. The temperature field s behavior of different structures subject to the internal heat into the concrete was analyzed, under the influence of the environmental conditions, that allows the heat to be dissipated, generating as consequence, non- linear temperature distributions inside the structure. The termomechanic problems studied in mass concrete structures were analyzed in this dissertation, where the thermal stresses behaviour could be evaluated considering the linear viscoelasticity properties of the material, comparing them with the tensile strength of the material. Finally, comparative studies of the stresses in a mass concrete block were executed using elastic models and linear viscoelasticity, evaluating the importance and magnitude levels of the associated differed effects in the termomechanic behavior analysis of solid concrete structures in a construction stage.