Análisis sísmico espectral de tanques cilíndricos verticales de acero

Abstract

Se analizan los resultados de la respuesta dinámica de un tanque cilíndrico de acero, ubicado en la zona sur-oriental de Cuba; sometido a excitación sísmica horizontal, a partir del desarrollo de diferentes modelos de cálculo; tomando como referencia el código de diseño API 650 del 2013 y los parámetros que caracterizan el peligro sísmico de la República de Cuba, establecidos en la NC 46:2017. En la investigación se desarrollan dos modelos matemáticos de cálculo; uno simplificado basado en el sistema mecánico equivalente descrito por Housner en 1963 y otro complejo, el cual integra la técnica de los elementos finitos y el método del análisis modal espectral, con la ayuda del software profesional SAP2000, v.22.0 Al analizar los resultados se concluye que, (1) los valores de períodos en tanques son elevados debido a las oscilaciones del fluido almacenado, (2) existe concordancia entre el método analítico, especificado en API. 650, y los modelos computacionales basados en elementos finitos, (3) el modelo desarrollado a partir de elementos finitos, corrobora la existencia de deformaciones en la parte baja de las paredes del tanque, conocidas como “pata de elefante” y “punta de diamante”, así como, pandeo en la parte superior de la pared lateral del tanque, causado por el efecto del oleaje y (4) de acuerdo con las relaciones de aspecto tenidas en cuenta (H/R), en las cuales el radio es constante, el período del modo convectivo disminuye su valor, en la medida que disminuye dicha relación de aspecto; tornándose el modo impulsivo menos dominante.

Keywords

• convectivo
• elemento finito
• espectro de respuesta
• impulsivo
• tanques cilíndricos