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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78927
Type: | Dissertação |
Title: | Thermal analysis of massive concrete foundations at early ages |
Title in English: | Thermal analysis of massive concrete foundations at early ages |
Authors: | Machado, Amanda Moreira Lima |
Advisor: | Babadopulos, Lucas Feitosa de Albuquerque Lima |
Co-advisor: | Cabral, Antônio Eduardo Bezerra |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Análise térmica;Concreto massa;Elementos finitos;Fundações de torres eólicas;Formação de etringita tardia;Fissuração térmica |
Keywords in English : | Thermal analysis;Mass concrete;Finite element simulation;Delayed ettringite formation;Thermal cracking |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
Issue Date: | 2024 |
Citation: | MACHADO, Amanda Moreira Lima. Thermal analysis of massive concrete foundations at early ages. 2024. 159 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil - Estruturas e Construção Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | A geração de energia elétrica a partir dos ventos vem mostrando elevadas taxas de crescimento de produção especialmente na região Nordeste brasileira. Para gerar este tipo de energia, é necessário construir torres altas que são apoiadas sobre fundações de volumosas de concreto. Além disso, a crescente verticalização dos centros urbanos em áreas concentradas está entrelaçada com a necessidade de medidas para garantir a estabilidade estrutural dos edifícios altos, como o uso de blocos de fundação de concreto massa. Para a construção desses tipos de estrutura, necessitam-se de medidas tanto para otimizar o processo de concretagem, o que envolve planejamento prévio e experiência da mão de obra envolvida, quanto para evitar o surgimento de manifestações patológicas, como fissuras e formação de etringita tardia, devido às alterações do comportamento termomecânico dessas estruturas de concreto causadas pelas reações exotérmicas de hidratação do cimento. Desse modo, esta dissertação teve o objetivo de avaliar o comportamento térmico de estruturas de concreto massa através da realização de previsões computacionais em dois softwares (Ansys e b4cast) e da aplicação de estudo de caso em campo. A influência da variação de parâmetros de entrada nos resultados obtidos e a confiabilidade dos modelos de previsão foram verificadas. As análises realizadas mostraram que a principal diferença identificada entre os resultados obtidos nos dois software foi em relação ao tempo para atingir os picos de temperaturas internas. De modo geral, o software b4cast apresentou resultados de temperaturas superiores aos do Ansys e mais próximos das medições de campo. A influência causada pela variação do calor específico do concreto foi a mais significativa entre os parâmetros avaliados, provocando uma maior aproximação dos modelos preditivos com os dados medidos, principalmente em relação aos valores das temperaturas máximas. Por fim, o estudo de caso realizado, foi fundamental para implementar, em campo, o plano de concretagem desenvolvido para a estrutura e para identificar os principais desafios, melhorias e cuidados durante o processo de previsão, concretagem e monitoramento de estruturas de concreto massa. |
Abstract: | The power generation from wind has been showing high rates of production growth, especially in the Northeast region of Brazil. To produce this type of energy, it is necessary to build tall towers that are supported on bulky concrete foundations. In addition, the increasing verticalization of urban centers in concentrated areas is intertwined with the need for measures to ensure the structural stability of tall buildings, such as the use of mass concrete foundation blocks. For the construction of these types of structures, measures are needed both to optimize the concreting process, which involves previous planning and experience of the labor involved, and to avoid the appearance of pathological manifestations, such as cracks and delayed ettringite formation, due to the changes in the thermomechanical behavior of these concrete structures caused by the exothermic reactions of cement hydration. Thus, this dissertation aimed to evaluate the thermal behavior of mass concrete structures by performing computational predictions in two software (Ansys and b4cast) and applying a case study in the field. The influence of some input parameter variation on the results obtained and the reliability of the prediction models were verified. The analysis showed that the main difference identified between the results obtained in the two software was concerning the time to reach the internal temperature peaks. In general, the b4cast software presented higher temperature results than Ansys and was closer to the field measurements. The influence caused by the variation of the specific heat of concrete was the most significant among the parameters evaluated, causing a closer approximation of the predictive models with the measured data, especially about the values of maximum temperatures. Finally, the case study was fundamental to implement, in the field, the casting plan developed for the structure and to identify the main challenges, improvements, and care during the process of prediction, casting, and monitoring of mass concrete structures. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78927 |
Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/5683811083787120 |
Advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0002-9250-2635 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/4032413277446483 |
Co-advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0001-6394-1164 |
Co-advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/6399451844691825 |
Access Rights: | Acesso Aberto |
Appears in Collections: | DECC - Dissertações defendidas na UFC |
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2024_dis_amlmachado.pdf | Dissertação de AMANDA MOREIRA LIMA MACHADO | 7,94 MB | Adobe PDF | View/Open |
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