Considerações sobre a temperatura em elementos de fundação em concreto de grandes dimensões

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Couto, Douglas de Andreza, 1985-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634658
Resumo: Orientadores: Luiz Carlos de Almeida, Paulo Roberto do Lago Helene
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A liberação de calor no interior da massa de concreto é influenciada pelas propriedades térmicas dos materiais empregados, pelas condições ambientais e pelas dimensões/geometria do elemento estrutural de concreto, inclusive seu volume. Grandes volumes de concreto geram grandes quantidades de calor durante sua hidratação, e grandes quantidades de calor geram a expansão do elemento. Ao trocar calor com o meio e resfriar-se à temperatura ambiente, que pode ocorrer durante semanas ou meses, o elemento de concreto fica sujeito a retração ou contração térmica. Esta retração, por conta das restrições naturais de atrito e engastamentos (em blocos estaqueados, por exemplo), induz o surgimento de tensões de tração que podem superar as tensões resistentes do concreto, provocando a indesejada fissuração de origem térmica na estrutura. Para mitigação de problemas envolvendo o calor de hidratação as alternativas existentes vão desde a pré-refrigeração do concreto, divisão da concretagem em camadas, até a pós-refrigeração do elemento estrutural. Na literatura existem diversos modelos teóricos de previsão da elevação da temperatura no concreto, entre eles destacam-se métodos tabulares desenvolvidos para os projetos de barragens da década de 50 e os métodos computacionais com aplicação de elementos finitos. Neste trabalho é realizada uma revisão de literatura sobre o calor de hidratação do cimento e as propriedades do concreto. Também é procedida a comparação entre dois modelos de previsão de temperatura (Método de Schmidt e Método da Maturidade), onde foi possível confrontar os resultados com o modelo físico de uma Sapata de 771 m³ executada em São Paulo no ano de 2015. Os resultados mostram que o Método da Maturidade, associado ao uso do Método dos Elementos Finitos, conduz a uma boa aproximação entre o modelo teórico e o modelo físico (real), e que nem sempre os modelos teóricos podem apresentar resultados a favor da segurança. Também é feita uma comparação entre diferentes metodologias de consideração da fluência do concreto para o cálculo das tensões de origem térmicaAbstract: Mass concrete structures have a peculiarity related to the difficulty to dissipate the heat generated by the exothermic chemical reaction of hydration of cement, when compared to conventional concrete structures. The release of heat inside the mass concrete is influenced by the thermal properties of the materials used, the environmental conditions and the dimensions / geometry of the structural element, including its volume. Large volumes of concrete generate large amounts of heat during its hydration, and large amounts of heat generate the expansion of the element. By exchanging heat with the environment and cooling down to environment temperature, which may occur for weeks or months, the concrete element is subject to thermal shrinkage or contraction. This shrinkage, due to the natural friction and settling constraints (in pile caps, for example), induces the emergence of tensile stresses that can surpass the resistance of concrete, provoking thermal cracking in the structure. To mitigate problems involving heat hydration, the existing alternatives range from pre-cooling of concrete, dividing the concrete element into layers, to post-cooling of the structural element. In the literature there are several theoretical models of prediction of temperature elevation in concrete, among them are the tabular methods developed for the dam designs of the 1950s and the computational methods with finite elements application. In this work a literature review on the heat of hydration of Portland cement and the concrete properties is carried out, also a comparison of two models of temperature prediction (Schmidt Method and Maturity Method) was also carried out, where it was possible to compare the results with a Spread Footing Foundation physical model with 771 m³ built in Sao Paulo in the year of 2015. The results show that the Maturity Method associated to Finite Element Method, leads to a good approximation between the computational model and the physical model, and that theoretical models may not always predict results in favor of safety. It is also made a comparation between different methodologies of considering the creep of concrete for the calculation of thermal stressesMestradoEstruturas e GeotécnicaMestre em Engenharia Civil[s.n.]Almeida, Luiz Carlos de, 1955-Helene, Paulo R. L (Paulo Roberto do Lago), 1949-Trautwein, Leandro MoutaKuperman, Selmo ChapiraUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCouto, Douglas de Andreza, 1985-20182018-08-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (145 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634658COUTO, Douglas de Andreza. Considerações sobre a temperatura em elementos de fundação em concreto de grandes dimensões. 2018. 1 recurso online (145 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634658. 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