Evaluation of the effects of thermal variation and shrinkage of concrete in a building with cast-in-place concrete walls
Abstract
The objective of this study was to evaluate the effects of thermal variations and shrinkage of concrete in a building with cast-in-place concrete walls. The walls and slabs of the building were modeled in SAP2000 commercial software with a Finite Element Method. The main tensile stresses in the walls and ceiling slab were verified against the serviceability limit state of fissure formation (SLS-F). Results showed that the effects of temperature variations and shrinkage from concrete drying developed main tensile stresses greater than the tensile strength of the concrete as prescribed by standard NBR 6118 (ABNT, 2014). Consequently, it was concluded that durability of the structure could be compromised by cracking from thermal and shrinkage loads.
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References
Associação Brasileira de Normas Técnicas. (2019). NBR 6120: Ações para o Cálculo de Estruturas de Edificações. Rio de Janeiro.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. (2012). NBR 16055: Parede de Concreto Moldada no Local para a Construção de Edificação: Requisitos e Procedimentos. Rio de Janeiro.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. (2014). NBR 6118: Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado. Rio de Janeiro.
Braguim, T. C. (2013), “Utilização de modelos de cálculo para projeto de edifÃcios de paredes de concreto moldadas no localâ€. Disertación de MaestrÃa, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, DOI: https://doi.org/10.11606/D.3.2013.tde-18082014-144751 DOI: https://doi.org/10.11606/D.3.2013.tde-18082014-144751
Computers & Structures Inc. (2016), CSI Analysis Reference Manual for SAP2000. Berkeley, California, USA.
El-Tayeb, Essam H.; El-Metwally, Salah E.; Askar, Hamed S.; Yousef, Ahmed M. (2017), Thermal analysis of reinforced concrete beams and frames. HBRC Journal, 13:1, 8-24, DOI: https://doi.org/10.1016/j.hbrcj.2015.02.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.hbrcj.2015.02.001
Gottsäter E., Johansson M., Plos M., Ivanov O. L. (2019), Crack widths in base restrained walls subjected to restraint loading. Engineering Structures, Volume 189, Pages 272-285, ISSN 0141-0296, DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.03.089 DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.03.089
Laranjeiras, A. C. R. (2017), “EdifÃcio sem juntasâ€. Salvador, Brasil. 46 p.
Larsson, O. (2009), Modelling of temperature profiles in a concrete slab under climatic exposure. Structural Concrete. v. 10, n. 4, p. 193-201, ISSN 1464-4177, DOI: https://doi.org/10.1680/stco.2009.10.4.193 DOI: https://doi.org/10.1680/stco.2009.10.4.193
Lima, K. B. A.; Borba, F. V.; Rocha, J. P.; Paixão, M. A. S.; Araújo, W. M. P.; Viana, S. W. J. P.; Nunes, L., L., L. (2020), Fissuras em paredes de concreto em um conjunto residencial, localizado em São José de Ribamar – Maranhão. Revista CientÃfica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 05, Ed. 04, Vol. 05, pp. 148-163. Abril de 2020. ISSN: 2448-0959. Disponible en: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/fissuras-em-paredes DOI: https://doi.org/10.32749/nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/fissuras-em-paredes
Markovski, G., Ćećez, M., Å ahinagić-Isović, M. (2012), Shrinkage strain of concrete - causes and types. GRAÄEVINAR, 64, 9, DOI: https://doi.org/10.14256/JCE.719.2012 DOI: https://doi.org/10.14256/JCE.719.2012
Micallef M., Vollum R. L., Izzuddin B. A. (2017), Crack development in transverse loaded base-restrained reinforced concrete walls. Engineering Structures, Volume 143, 2017, Pages 522-539, ISSN 0141-0296, DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.04.035. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.04.035
Nakamura, J.; Pinto, J. R. Fissuras põem em risco a vida útil das estruturas de concreto. Portal AECweb. [S.I.] 2017. Disponible en: https://www.aecweb.com.br/revista/materias/fissuras-poem-em-risco-a-vida-util-das-estruturas-de-concreto/16243. Aceso en: 24 de abr. 2021.
Netto, L. G. R.; Souza, V. V.; Farias, B. M. (2021), Análise das Manifestações Patológicas no Pós-Obra do Método Construtivo de Paredes de Concreto em EdifÃcios de Habitações Populares na Cidade do Rio de Janeiro. Epitaya E-books, [S. l.], v. 1, n. 6, p. 368-397, DOI: https://doi.org/10.47879/ed.ep.2021250p368. Disponible en: https://portal.epitaya.com.br/index.php/ebooks/article/view/184. Aceso en: 5 jul. 2022. DOI: https://doi.org/10.47879/ed.ep.2021250p368
O’Brien, E. J., Keogh, D. L.; O'Conner, A. J. (2015), “Bridge deck analysisâ€. 2 ed. Boca Raton: CRC Press. cap. 2, p. 46-55.
Padilha, F.; Carneiro, L. R. S.; Poggiali, F. S. J. (2021), “Análise de manifestações patológicas em sistemas de paredes de concreto moldadas in locoâ€. XVI Congreso Latino-Americano de PatologÃa de Construcción y XVIII de Control de Calidad en la Construcción. ISBN: 978-65-86819-19-9, DOI: https://doi.org/10.4322/conpat2021.461 DOI: https://doi.org/10.4322/conpat2021.461
Recena, F. P. (2014), “Retração do concretoâ€. Porto Alegre: EDIPUCRS, 151 p.
Resende, P. B., Martins, R. J. F., Freitas, M. S. (2018), “Fissuras causadas por movimentações térmicas no concretoâ€. Semana Nacional de Ciência e Tecnologia, p. 1-10.
Rodrigues, G. S. S.; Bauer, E. (2010), “Avaliação da retração por secagem a baixas idades em concretos estruturais na região da grande goiâniaâ€. In: 52º Congresso Brasileiro do Concreto, Fortaleza. 52. Congresso Brasileiro do Concreto. São Paulo, 2010. v. 52. p. 1-14. Disponible en:
http://materialsandmateriais.blogspot.com/2013/08/artigo-tecnico-at-08-retracao-do.html
Thomaz, E., Carneiro, L. A. V. (2013), “Manifestações patológicas na construção: alguns casos reais de fissuração em paredes de edifÃcios de concreto armadoâ€. in: IX International Congress on Pathology and Repair of Structures, João Pessoa (Brasil), 16 p.
Vargas, L. B. (2021), Avaliação das Ações Térmicas e de Retração em uma Edificação em Paredes de Concreto Moldadas in Loco. Trabajo de Conclusión de la carrera en IngenierÃa Civil, Universidade Federal de Santa Maria. 78p.
Wendler, A., Monge, R. (2018), “Paredes de concreto – como ter uma obra sem manifestações patológicasâ€. Concreto e Construções, São Paulo, Ano XLVI, Ed. 90, p. 38-41, abr./jun. 2018. ISSN: 1809-7197. Disponible en: http://ibracon.org.br/Site_revista/Concreto_Construcoes/ebook/edicao90/files/assets/basic-html/page38.html. Aceso em: 20 jul. 2022.
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