Comportamiento de Fallo de Estructuras de Montaje de Paneles Solares de Aluminio Sujetas a Presión de Elevación: Efectos de Defectos en la Fundación
Autores: Furukawa, Sachi; Mikami, Hiroki; Okuji, Takehiro; Takamori, Koji
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Comportamiento de Fallo de Estructuras de Montaje de Paneles Solares de Aluminio Sujetas a Presión de Elevación: Efectos de Defectos en la Fundación
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía solar
Palabras clave
Comportamiento de fallo
Estructuras de montaje de paneles solares de aluminio
Presión de elevación
Defectos en la fundación
Modos de fallo críticos
Consideraciones de diseño
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga el comportamiento de fallo de las estructuras de montaje de paneles solares de aluminio sometidas a presión de elevación, con un enfoque particular en condiciones que no se consideran típicamente en el diseño convencional, específicamente, defectos en los cimientos. Para aclarar los modos de fallo críticos y evaluar posibles contramedidas, se realizaron pruebas de carga a presión a escala completa. Los resultados mostraron que cuando incluso una sola base de columna no estaba anclada, se producía un fallo estructural a aproximadamente la mitad de la presión del viento de diseño. Aunque las medidas de refuerzo, como la instalación de refuerzos resistentes a la elevación, aumentaron la presión de fallo a 1.5 veces el valor de diseño, también introdujeron el riesgo de modos de fallo indeseables, incluyendo el desprendimiento del panel. Además, las pruebas de flexión a cuatro puntos de los miembros y juntas fallidas, combinadas con el análisis estructural del marco, demostraron que una vez que se conoce la resistencia última de cada componente, se puede predecir razonablemente la ubicación probable de fallo dentro de la estructura. Para prevenir el despegue del panel y el fallo progresivo de las bases de columna y pilotes, se proponen consideraciones de diseño específicas basadas tanto en observaciones experimentales como en simulaciones numéricas. En particular, evitar el pandeo local en los miembros paralelos al lado corto de los paneles es crítico. Además, se debe aplicar un factor de seguridad de aproximadamente dos a las bases de columna y a los cimientos de pilotes para garantizar la integridad estructural bajo condiciones imprevistas en los cimientos.
Descripción
Este estudio investiga el comportamiento de fallo de las estructuras de montaje de paneles solares de aluminio sometidas a presión de elevación, con un enfoque particular en condiciones que no se consideran típicamente en el diseño convencional, específicamente, defectos en los cimientos. Para aclarar los modos de fallo críticos y evaluar posibles contramedidas, se realizaron pruebas de carga a presión a escala completa. Los resultados mostraron que cuando incluso una sola base de columna no estaba anclada, se producía un fallo estructural a aproximadamente la mitad de la presión del viento de diseño. Aunque las medidas de refuerzo, como la instalación de refuerzos resistentes a la elevación, aumentaron la presión de fallo a 1.5 veces el valor de diseño, también introdujeron el riesgo de modos de fallo indeseables, incluyendo el desprendimiento del panel. Además, las pruebas de flexión a cuatro puntos de los miembros y juntas fallidas, combinadas con el análisis estructural del marco, demostraron que una vez que se conoce la resistencia última de cada componente, se puede predecir razonablemente la ubicación probable de fallo dentro de la estructura. Para prevenir el despegue del panel y el fallo progresivo de las bases de columna y pilotes, se proponen consideraciones de diseño específicas basadas tanto en observaciones experimentales como en simulaciones numéricas. En particular, evitar el pandeo local en los miembros paralelos al lado corto de los paneles es crítico. Además, se debe aplicar un factor de seguridad de aproximadamente dos a las bases de columna y a los cimientos de pilotes para garantizar la integridad estructural bajo condiciones imprevistas en los cimientos.