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Circumferential efforts in reinforced concret tanks : thermal gradient stress

By Tiago Garcia Carmona

Abstract

Resumo: O uso de estruturas cilíndricas para armazenamento de líquidos e materiais granulares apresenta-se como uma eficiente solução, pois sob a ação da pressão interna desenvolvem-se predominantemente esforços de tração (esforços circunferenciais) nas paredes da estrutura. A obtenção dos esforços oriundos da pressão interna é apresentada de forma superficial nos primeiros capítulos do presente trabalho. A ocorrência de manifestações patológicas nestas estruturas muitas vezes está relacionada com o efeito de flexão na parede decorrente da ação de um gradiente térmico pela armazenagem de produtos a elevadas temperaturas. Para a análise deste efeito, são revisados conceitos de termodinâmica aplicados ao problema específico dos tanques. A consideração do efeito térmico é primeiramente apresentada segundo uma abordagem clássica com a seção não fissurada. Em seguida é apresentada uma formulação pouco difundida no meio técnico, onde a consideração da fissuração da seção de concreto armado modifica substancialmente o problema. É mostrado que o gradiente térmico não é capaz de produzir o estado limite último da seção, porém possui influência decisiva no controle da fissuração. Os conceitos teóricos são ilustrados pela apresentação de estudo de caso, onde após as análises decidiu-se pelo reforço com cabos externos protendidos não aderentesAbstract: The use of cylindrical structures for storage of liquid and granular materials is an efficient solution of engineering, because under the action of the internal pressure, the wall develops preferentially tension forces (circumferential forces) in the structure walls. The first chapters of this work presents briefly how to obtain the internal forces caused by the pressure of the stored materials. Sometimes the occurrence of damages in cylindrical storage structures is related with a thermal gradient that generates bending effects in structures that store products at high temperature. For the analysis of this effect, concepts of thermodynamic are revised and applied for the case of tanks. The consideration of the thermal effect is first presented using a classic approach that takes in account a non-cracked section. After that it is present a not well known formulation, where the consideration of cracks in the reinforced concrete sections, bring great changes to the problem. It is shown that the thermal gradient is not able to produce an ultimate limit-state, but can have decisive influence in crack control.The theoretical concepts are illustrated with a case, where after the analysis, it was decided to reinforce the structure with external tendon

Topics: Tanques, Temperatura, Fissuras, Tanks, Thermal gradient, Cracks
Year: 2014
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.RI_UNICAMP:oai:unicamp.sibi.usp.br:SBURI/13520
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