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Métodos analíticos e numéricos para o estudo dos efeitos termomecânicos no concreto massa orientados às barragens de gravidade

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016.

Main Author: Coelho, Nailde de Amorim
Other Authors: Pedroso, Lineu José
Format: Tese
Language: Português
Published: 2017
Subjects:
Concreto massa
Método dos elementos finitos
Barragens
Concreto
Online Access: http://repositorio.unb.br/handle/10482/22990
http://dx.doi.org/10.26512/2016.12.T.22990
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spelling ir-10482-229902021-12-16T03:53:19Z Métodos analíticos e numéricos para o estudo dos efeitos termomecânicos no concreto massa orientados às barragens de gravidade Analytical and numerical methods for the study of thermomechanical eddects on mass concrete oriented to gravity dams Coelho, Nailde de Amorim Pedroso, Lineu José Concreto massa Método dos elementos finitos Barragens Concreto Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. 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. 2017-03-22T16:26:49Z 2017-03-22T16:26:49Z 2017-03-22 2016-12-09 Tese COELHO, Nailde de Amorim. Métodos analíticos e numéricos para o estudo dos efeitos termomecânicos no concreto massa orientados às barragens de gravidade. 2016. xxvii, 275 f., il. Tese (Doutorado em Estruturas e Construção Civil)—Universidade de Brasília, Brasília, 2016. http://repositorio.unb.br/handle/10482/22990 http://dx.doi.org/10.26512/2016.12.T.22990 Português Acesso Aberto A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. application/pdf
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