Manual Tubos
Páginas: 44 (10911 palabras)
Publicado: 7 de mayo de 2012
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PROBLEMAS DE SISMORRESISTENCIA Autor: Profesor Ingeniero Gilberto Lacayo Bermúdez DISEÑO SISMICO DE RESERVORIOS.
Los reservorios para almacenamiento de líquidos son estructuras importantes en zonas sísmicas los cuales pueden ser enterrados, apoyados sobre el suelo o bien sobre torres de sustentación y deben funcionar para servir las emergencias de los pobladores tras la ocurrencia deeventos sísmicos severos. Dada la importancia de tales estructuras, consideramos oportuno incorporar el diseño sísmico para tanques de acero al carbono apoyados sobre torres y directamente en el suelo para los cuales se proponen modelos dinámicos que consideran las presiones impulsivas y convectivas generadas en el fluido por el movimiento vibratorio del terreno.
Las presiones impulsivas se asociancon las fuerzas inerciales producidas por movimientos impulsivos proporcionales a la aceleración de las paredes del tanque. Las presiones convectivas son generadas por las oscilaciones del fluido y por ende son consecuencia de las presiones impulsivas.
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PROBLEMAS DE SISMORRESISTENCIA Autor: Profesor Ingeniero Gilberto Lacayo Bermúdez
Las presiones impulsivas se originan por el impacto delagua contra las paredes del tanque cuando éste es acelerado por la perturbación sísmica, en cambio las presiones convectivas son debidas a las oscilaciones del liquido contenido en el reservorio por efecto de las vibraciones de la torre de soporte, o transmitidas directamente por el suelo. Las presiones impulsivas se modelan como una masa mi rígida fijada a las paredes del cilindro mientras quelas presiones convectivas se modelan como una masa mc fijada mediante resortes al cuerpo cilíndrico. (1) Las presiones hidrodinámicas inducidas representan un porcentaje de las presiones hidrostáticas con las que se dimensionan las paredes y el fondo del tanque por tanto es necesario considerar dichos efectos para el dimensionamiento del tanque. Los efectos hidrodinámicos inducidos son importantespara determinar la fuerza cortante y el momento de volteo transmitidos al sistema de cimentación. Para cuantificar la fuerza cortante y el momento de volteo de diseño en la base de cimentación basta emplear un modelo equivalente con dos grados de libertad en traslación definidos por los desplazamientos laterales xI y xc de las masas ( M i + M T ) y M c donde M T representa la masa del tanque y laestructura de soporte en el caso de tanques elevados sobre torres. Las posiciones de las masas quedan determinadas por la localización del centro de gravedad de sus componentes.
Para el diseño de la cimentación, el momento de volteo es la superposición de los momentos que provienen de las presiones hidrodinámicas que actúan en las paredes y el fondo del depósito. Debido a que las máximasrespuestas impulsivas y convectivas no ocurren simultáneamente, la fuerza cortante y el momento de volteo máximos probables se deberán obtener mediante la combinación de ambos: S = é S 2 I + S 2C ù 2 ë û
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PROBLEMAS DE SISMORRESISTENCIA Autor: Profesor Ingeniero Gilberto Lacayo Bermúdez
La fuerza cortante y el momento de volteo impulsivos en la base VI y M I serán determinados considerando losefectos interactivos liquido-recipiente y suelo-estructura, para lo cual pueden emplearse las siguientes expresiones:
VI = M I × g × Q ' [T0 ] a [T0 ] ×x
M I = VI × hI Donde: T0 Es el periodo efectivo de la estructura con cimentación flexible.
a [T0 ] Es la ordenada espectral. Q ' [T0 ] Es el factor reductivo por ductilidad considerando el periodo efectivo y la cimentación flexible.
xEs el factor de amortiguamiento como función del amortiguamiento x 0 por este factor hay que multiplicar las ordenadas espectrales con amortiguamiento x 0 para obtener el amortiguamiento efectivo.
Si T0 p Ta
éæ 0.05 ök ù T 0 x = 1 + êç ÷ - 1ú êè x 0 ø ú [Ta ] ë û 0.05 x0
Si T0 f Ta x =
k Es un factor que depende del tipo de suelo y adopta los siguientes valores: k = 0.4 para suelos tipo...
PROBLEMAS DE SISMORRESISTENCIA Autor: Profesor Ingeniero Gilberto Lacayo Bermúdez DISEÑO SISMICO DE RESERVORIOS.
Los reservorios para almacenamiento de líquidos son estructuras importantes en zonas sísmicas los cuales pueden ser enterrados, apoyados sobre el suelo o bien sobre torres de sustentación y deben funcionar para servir las emergencias de los pobladores tras la ocurrencia deeventos sísmicos severos. Dada la importancia de tales estructuras, consideramos oportuno incorporar el diseño sísmico para tanques de acero al carbono apoyados sobre torres y directamente en el suelo para los cuales se proponen modelos dinámicos que consideran las presiones impulsivas y convectivas generadas en el fluido por el movimiento vibratorio del terreno.
Las presiones impulsivas se asociancon las fuerzas inerciales producidas por movimientos impulsivos proporcionales a la aceleración de las paredes del tanque. Las presiones convectivas son generadas por las oscilaciones del fluido y por ende son consecuencia de las presiones impulsivas.
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PROBLEMAS DE SISMORRESISTENCIA Autor: Profesor Ingeniero Gilberto Lacayo Bermúdez
Las presiones impulsivas se originan por el impacto delagua contra las paredes del tanque cuando éste es acelerado por la perturbación sísmica, en cambio las presiones convectivas son debidas a las oscilaciones del liquido contenido en el reservorio por efecto de las vibraciones de la torre de soporte, o transmitidas directamente por el suelo. Las presiones impulsivas se modelan como una masa mi rígida fijada a las paredes del cilindro mientras quelas presiones convectivas se modelan como una masa mc fijada mediante resortes al cuerpo cilíndrico. (1) Las presiones hidrodinámicas inducidas representan un porcentaje de las presiones hidrostáticas con las que se dimensionan las paredes y el fondo del tanque por tanto es necesario considerar dichos efectos para el dimensionamiento del tanque. Los efectos hidrodinámicos inducidos son importantespara determinar la fuerza cortante y el momento de volteo transmitidos al sistema de cimentación. Para cuantificar la fuerza cortante y el momento de volteo de diseño en la base de cimentación basta emplear un modelo equivalente con dos grados de libertad en traslación definidos por los desplazamientos laterales xI y xc de las masas ( M i + M T ) y M c donde M T representa la masa del tanque y laestructura de soporte en el caso de tanques elevados sobre torres. Las posiciones de las masas quedan determinadas por la localización del centro de gravedad de sus componentes.
Para el diseño de la cimentación, el momento de volteo es la superposición de los momentos que provienen de las presiones hidrodinámicas que actúan en las paredes y el fondo del depósito. Debido a que las máximasrespuestas impulsivas y convectivas no ocurren simultáneamente, la fuerza cortante y el momento de volteo máximos probables se deberán obtener mediante la combinación de ambos: S = é S 2 I + S 2C ù 2 ë û
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PROBLEMAS DE SISMORRESISTENCIA Autor: Profesor Ingeniero Gilberto Lacayo Bermúdez
La fuerza cortante y el momento de volteo impulsivos en la base VI y M I serán determinados considerando losefectos interactivos liquido-recipiente y suelo-estructura, para lo cual pueden emplearse las siguientes expresiones:
VI = M I × g × Q ' [T0 ] a [T0 ] ×x
M I = VI × hI Donde: T0 Es el periodo efectivo de la estructura con cimentación flexible.
a [T0 ] Es la ordenada espectral. Q ' [T0 ] Es el factor reductivo por ductilidad considerando el periodo efectivo y la cimentación flexible.
xEs el factor de amortiguamiento como función del amortiguamiento x 0 por este factor hay que multiplicar las ordenadas espectrales con amortiguamiento x 0 para obtener el amortiguamiento efectivo.
Si T0 p Ta
éæ 0.05 ök ù T 0 x = 1 + êç ÷ - 1ú êè x 0 ø ú [Ta ] ë û 0.05 x0
Si T0 f Ta x =
k Es un factor que depende del tipo de suelo y adopta los siguientes valores: k = 0.4 para suelos tipo...
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