calculo reservorio
Páginas: 111 (27695 palabras)
Publicado: 15 de diciembre de 2014
UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE
FACULTAD DE ARQUITECTURA, CONSTRUCCIÓN E INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
ANALISIS SISMICO DINAMICO
DE ESTANQUES SUPERFICIALES
USANDO ELEMENTOS FINITOS
Memoria para optar al Grado de
Licenciado en Ciencias de la
Ingeniería y al Título de Ingeniero
Civil
CESAR ANTONIO CANEO MAGNA
Antofagasta, Abril 2006.
Profesor Guía: JorgeOmerovic Pavlov.
A mi Familia, por su constante apoyo y entendimiento
Agradecimientos
Los agradecimientos al Profesor Guía, Sr. Jorge Omerovic Pavlov, por su
colaboración e indicaciones en la interpretación de las características del
modelo, de los resultados obtenidos y en el desarrollo general del tema.
Especiales agradecimientos a los señores Cristián Sepúlveda y Víctor
Guerrero,ambos miembros de la Comisión Chilena de Energía Nuclear, cuya
ayuda permitió iniciar la modelación en ANSYS.
RESUMEN
Los estanques de acero son una de las estructuras más comunes usadas
para el almacenamiento de fluidos. Los estanques típicos, se fabrican en planchas
cilíndricas de espesores constantes o variables, una plancha basal, una plancha
de techo y sistemas soportantes para eltecho. Para el diseño de estanques en
Chile, comúnmente se hace uso de Normas norteamericanas como la de
American Petroleum Institute (API-650), o la de la American Waters Works
Association.
Como todas las estructuras, los estanques pueden ser vulnerables a la
acción sísmica. Para investigar los diferentes efectos en la excitación dinámica, en
un estanque cilíndrico, se usará el software deelementos finitos ANSYS, para el
desarrollo de este estudio. Este software tiene comandos que permiten generar
elementos finitos con comportamiento de fluidos y de diversos tipos de materiales.
En el modelo de elementos finitos, el contenido del estanque, es
representado por un elemento tridimensional del tipo fluido. Sin embargo la
superficie se debe modelar mediante un sistema especial deresortes para lograr
el efecto dinámico del oleaje.
Este estudio se concentra en el análisis de un estanque cilíndrico flexible,
anclado sobre una fundación rígida. El modelo de elementos finitos, incluye
paredes de acero del tipo SHELL, sistema de techo (planchas vigas y columnas) y
elementos del tipo fluido.
El principal objetivo es el estudio en forma dinámica de un estanque
cilíndrico deacero sometido a una excitación sísmica en la base, y poder analizar
la distribución y concentración de tensiones en el manto del estanque, debido a las
presiones ejercidas por el líquido en las paredes.
En este trabajo, se obtienen y comparan en el manto, las tensiones usando
el método estático y el método dinámico. Este concepto se aplica, para estudiar
algunos de los tipos de fallas envarios estanques que sufrieron daños en el
terremoto de Valparaíso en el año 1985.
En el modelamiento del estanque, se consideraron los siguientes
supuestos:
¾
El estanque está parcialmente lleno con fluido incompresible.
¾
Se usa el elemento finito ANSYS tipo fluido sin haber flujo del mismo. La
interacción fluido-estructura, es incluida internamente por el software
ANSYS.
¾
Elestanque es considerado totalmente anclado a la base del estanque y es
soportado por su fundación.
¾
Para limitar la aplicación de este estudio, se supone que la base del
estanque está soportada por una fundación rígida. Este estudio se
concentra únicamente en el sistema estanque-fluido.
¾
El estado de carga que considera carga muerta (peso propio) y cargas
hidrostáticas, fue usadacomo una condición inicial del análisis dinámico.
¾
Para propósitos de comparación con otras soluciones de análisis y también
debido a la restricción del elemento tipo fluido en ANSYS, se consideró un
análisis lineal elástico (análisis de primer orden).
La
principal conclusión de este estudio, es que de los dos métodos
estudiados (Estático y Dinámico), el método estático resulta...
FACULTAD DE ARQUITECTURA, CONSTRUCCIÓN E INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
ANALISIS SISMICO DINAMICO
DE ESTANQUES SUPERFICIALES
USANDO ELEMENTOS FINITOS
Memoria para optar al Grado de
Licenciado en Ciencias de la
Ingeniería y al Título de Ingeniero
Civil
CESAR ANTONIO CANEO MAGNA
Antofagasta, Abril 2006.
Profesor Guía: JorgeOmerovic Pavlov.
A mi Familia, por su constante apoyo y entendimiento
Agradecimientos
Los agradecimientos al Profesor Guía, Sr. Jorge Omerovic Pavlov, por su
colaboración e indicaciones en la interpretación de las características del
modelo, de los resultados obtenidos y en el desarrollo general del tema.
Especiales agradecimientos a los señores Cristián Sepúlveda y Víctor
Guerrero,ambos miembros de la Comisión Chilena de Energía Nuclear, cuya
ayuda permitió iniciar la modelación en ANSYS.
RESUMEN
Los estanques de acero son una de las estructuras más comunes usadas
para el almacenamiento de fluidos. Los estanques típicos, se fabrican en planchas
cilíndricas de espesores constantes o variables, una plancha basal, una plancha
de techo y sistemas soportantes para eltecho. Para el diseño de estanques en
Chile, comúnmente se hace uso de Normas norteamericanas como la de
American Petroleum Institute (API-650), o la de la American Waters Works
Association.
Como todas las estructuras, los estanques pueden ser vulnerables a la
acción sísmica. Para investigar los diferentes efectos en la excitación dinámica, en
un estanque cilíndrico, se usará el software deelementos finitos ANSYS, para el
desarrollo de este estudio. Este software tiene comandos que permiten generar
elementos finitos con comportamiento de fluidos y de diversos tipos de materiales.
En el modelo de elementos finitos, el contenido del estanque, es
representado por un elemento tridimensional del tipo fluido. Sin embargo la
superficie se debe modelar mediante un sistema especial deresortes para lograr
el efecto dinámico del oleaje.
Este estudio se concentra en el análisis de un estanque cilíndrico flexible,
anclado sobre una fundación rígida. El modelo de elementos finitos, incluye
paredes de acero del tipo SHELL, sistema de techo (planchas vigas y columnas) y
elementos del tipo fluido.
El principal objetivo es el estudio en forma dinámica de un estanque
cilíndrico deacero sometido a una excitación sísmica en la base, y poder analizar
la distribución y concentración de tensiones en el manto del estanque, debido a las
presiones ejercidas por el líquido en las paredes.
En este trabajo, se obtienen y comparan en el manto, las tensiones usando
el método estático y el método dinámico. Este concepto se aplica, para estudiar
algunos de los tipos de fallas envarios estanques que sufrieron daños en el
terremoto de Valparaíso en el año 1985.
En el modelamiento del estanque, se consideraron los siguientes
supuestos:
¾
El estanque está parcialmente lleno con fluido incompresible.
¾
Se usa el elemento finito ANSYS tipo fluido sin haber flujo del mismo. La
interacción fluido-estructura, es incluida internamente por el software
ANSYS.
¾
Elestanque es considerado totalmente anclado a la base del estanque y es
soportado por su fundación.
¾
Para limitar la aplicación de este estudio, se supone que la base del
estanque está soportada por una fundación rígida. Este estudio se
concentra únicamente en el sistema estanque-fluido.
¾
El estado de carga que considera carga muerta (peso propio) y cargas
hidrostáticas, fue usadacomo una condición inicial del análisis dinámico.
¾
Para propósitos de comparación con otras soluciones de análisis y también
debido a la restricción del elemento tipo fluido en ANSYS, se consideró un
análisis lineal elástico (análisis de primer orden).
La
principal conclusión de este estudio, es que de los dos métodos
estudiados (Estático y Dinámico), el método estático resulta...
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