Utilização do Método dos Elementos Finitos no Estudo Térmico de Elementos Simples de Concreto

Abstract

Os elementos estruturais estão constantemente sob a influência de variações térmicas decorrentes de fenômenos como condução, convecção, radiação e geração de calor, tornando necessário o conhecimento da distribuição de temperatura em diferentes corpos. Este é o caso dos corpos de concreto que, quando sujeitos a diferenças de temperaturas, podem apresentar mudanças, como dilatação e retração, as quais podem alterar sua resistência inicial e, consequentemente, sua durabilidade. O objetivo do estudo consistiu em avaliar a variação térmica através do Método dos Elementos Finitos – MEF com a utilização do software ANSYS WORKBENCH, que possui um grande potencial de ser empregado na engenharia para a solução dos problemas de transferência de calor e análise de tensões em estruturas de concreto e alvenarias de vedação. Assim, este trabalho apresenta variações térmicas coletadas na parede de uma chaminé e em um bloco de concreto, ambas nos estados estático e transiente, considerando as características de cada material, sua condutividade térmica, calor e massa específicos, coeficientes de dilatação térmicos e suas condições iniciais e de contornos. Os dados das aplicações em estudo foram comparados com as soluções analíticas para validação dos mesmos, bem como com outros resultados da literatura, de forma a contribuir com a produção científica já existente na área. Os resultados foram positivos e de acordo com o esperado em relação à utilização do MEF nas aplicações térmicas analisadas.