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Tipo: Dissertação
Título: Implementação de um modelo termo-hídrico para simular os efeitos da temperatura sobre estruturas de concreto
Autor(es): Monteiro, Marcelo Caetano
Primeiro Orientador: Farage, Michèle Cristina Resende
Co-orientador: Ainsworth Junior, George Oliveira
Membro da banca: Bastos, Flávia de Souza
Membro da banca: Silvoso, Marcos Martinez
Membro da banca: Fonseca, Leonardo Goliatt da
Resumo: A modelagem do comportamento de estruturas de concreto expostas a temperaturas elevadas permite estudar diversas condições que nem sempre são possíveis em estudos experimentais, tanto do ponto vista físico, quanto econômico, em um intervalo de tempo muito menor, além de propiciar a análise das principais propriedades constituintes do material. O intuito da pesquisa é aprimorar um modelo termo-hídrico buscando, por meio de simulações numéricas, reproduzir de modo adequado resultados experimentais encontrados na literatura. Foi realizada uma revisão sobre os principais aspectos relacionados ao tema, entre eles a descrição das propriedades térmicas do concreto e seu comportamento como meio poroso. Entre os principais aperfeiçoamentos aplicados ao modelo estudado está a alteração do esquema de marcha no tempo, a consideração dos termos de derivada no tempo da porosidade na equação de conservação de massa e a mudança na evolução do calor latente de vaporização, propriedade utilizada como fonte geradora de calor. O programa utilizado para as simulações numéricas foi o Cast3M, que é um código baseado no método dos elementos finitos para mecânica dos sólidos e dos fluidos. É um sistema completo que integra ao mesmo tempo funções de cálculo, construção do modelo (pré-processador) e processamento dos resultados (pós-processador). Os resultados numéricos possibilitam aferir a qualidade do modelo proposto e servem de apoio para futuros desenvolvimentos. A análise dos resultados se respalda na comparação com os resultados alcançados por Ferreira (2011) e Amaral (2014) para a bicamada rocha-concreto. Observa-se uma nítida similaridade entre os resultados numéricos e experimentais para a temperatura e uma evidente melhora nos resultados da saturação. Discrepâncias notadas apontam a demanda de estudos mais aprofundados a respeito da formulação das propriedades hídricas utilizadas.
Abstract: Modeling the behavior of concrete structures exposed to high temperatures allows the study of different conditions that are not always possible in experimental studies, both from a physical and economic point of view, in a much shorter time interval, in addition to providing the analysis of the main constituent properties. of material. The purpose of the research is to improve a thermo-hydro model seeking, through numerical simulations, to adequately reproduce experimental results found in the literature. A review was carried out on the main aspects related to the subject, including the description of the thermal properties of concrete and its behavior as a porous medium. Among the main improvements applied to the studied model is the alteration of the time march scheme, the consideration of the porosity time derivative terms in the mass conservation equation and the change in the evolution of the latent heat of vaporization, a property used as a generating source of heat. The program used for numerical simulations was Cast3M, which is a code based on the finite element method for solid and fluid mechanics. It is a complete system that integrates calculation, model building (pre-processor) and result processing (post-processor) functions at the same time. Numerical results make it possible to assess the quality of the proposed model and serve as support for future developments. The analysis of the results is based on the comparison with the results achieved by Ferreira (2011) and Amaral (2014) for the rock-concrete bilayer. There is a clear similarity between the numerical and experimental results for temperature and an evident improvement in the saturation results. Noticed discrepancies point to the demand for more in-depth studies regarding the formulation of the water properties used.
Palavras-chave: Simulações
Temperatura
Saturação
Concreto
Simulations
Temperature
Saturation
Concrete
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC)
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15406
Data do documento: 24-Mar-2023
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Civil (Dissertações)



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