Análisis Estructural Detallado de Tanque Cilíndrico de Acero Sometido a Diversos Valores Máximos de Aceleración Sísmica Utilizando Enfoque de Interacción Fluido-Estructura
Autores: Zulfiqar, Yasir; Zulfiqar, Asim; Ahmad, Hafiz Waqar; Chaudry, Umer Masood; Khan, Muhammad Kashif; Jun, Tea-Sung
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis Estructural Detallado de Tanque Cilíndrico de Acero Sometido a Diversos Valores Máximos de Aceleración Sísmica Utilizando Enfoque de Interacción Fluido-Estructura
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Análisis sísmico
Tanques de acero cilíndricos
Oscilación sísmica resonante
Interacción fluido-estructura
Curvas de respuesta sísmica
Zonas de fallo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Se ha llevado a cabo el análisis sísmico de tanques cilíndricos de acero soportados en el suelo, sometidos a cargas de desplazamiento armónico lateral. Este artículo evalúa numéricamente la respuesta estructural de varias geometrías de tanques debido al sloshing sísmico resonante. La investigación numérica se realiza utilizando un enfoque de interacción fluido-estructura bidireccional que acopla el análisis de dinámica de fluidos computacional con el análisis estructural transitorio por elementos finitos. Los resultados del análisis han sido validados utilizando el Código de Diseño Sísmico (Eurocódigo 8, parte 4). En cuanto a la relación de aspecto del tanque (H/D), se analizan cinco geometrías que cubren estructuras esbeltas, medianas y anchas bajo diez excitaciones de base armónica. Todas las geometrías son excitadas en su primera frecuencia convectiva, cuya forma y magnitud se evalúan mediante análisis modal. Se han desarrollado las curvas de respuesta sísmica para cada modelo de tanque, que revelan la compleja y peculiar respuesta estructural. Se observa a partir de la respuesta sísmica de los tanques que atraviesan tres zonas de tensión transicionales denominadas zonas segura, de fluencia y de fallo. También se han evaluado las cargas críticas y la duración del fallo para cada modelo de tanque. Esto ayudará a evitar daños estructurales futuros al diseñar estructuras que contengan líquidos basándose en las cargas de fallo sísmico evaluadas.
Descripción
Se ha llevado a cabo el análisis sísmico de tanques cilíndricos de acero soportados en el suelo, sometidos a cargas de desplazamiento armónico lateral. Este artículo evalúa numéricamente la respuesta estructural de varias geometrías de tanques debido al sloshing sísmico resonante. La investigación numérica se realiza utilizando un enfoque de interacción fluido-estructura bidireccional que acopla el análisis de dinámica de fluidos computacional con el análisis estructural transitorio por elementos finitos. Los resultados del análisis han sido validados utilizando el Código de Diseño Sísmico (Eurocódigo 8, parte 4). En cuanto a la relación de aspecto del tanque (H/D), se analizan cinco geometrías que cubren estructuras esbeltas, medianas y anchas bajo diez excitaciones de base armónica. Todas las geometrías son excitadas en su primera frecuencia convectiva, cuya forma y magnitud se evalúan mediante análisis modal. Se han desarrollado las curvas de respuesta sísmica para cada modelo de tanque, que revelan la compleja y peculiar respuesta estructural. Se observa a partir de la respuesta sísmica de los tanques que atraviesan tres zonas de tensión transicionales denominadas zonas segura, de fluencia y de fallo. También se han evaluado las cargas críticas y la duración del fallo para cada modelo de tanque. Esto ayudará a evitar daños estructurales futuros al diseñar estructuras que contengan líquidos basándose en las cargas de fallo sísmico evaluadas.