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El Comportamiento Estático y Dinámico de Tanques de Almacenamiento de Acero sobre Diferentes Tipos de Suelo Arcilloso

Autores: Salem, Tarek N.; El-Zohairy, Ayman; Abdelbaset, Ahmed M.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

El Comportamiento Estático y Dinámico de Tanques de Almacenamiento de Acero sobre Diferentes Tipos de Suelo Arcilloso


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Civil y Estructural

Palabras clave

Acero
Tanques de almacenamiento
Materiales peligrosos
Errores de diseño
Fallo del suelo
Terremoto

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 24

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los tanques de almacenamiento de acero se utilizan ampliamente en diferentes campos. La mayoría de estos tanques contienen materiales peligrosos, lo que puede llevar a desastres y daños ambientales por errores de diseño. Hay muchas razones que causan la falla de estos tanques, como el asentamiento excesivo de la placa base, la falla por corte del suelo, el movimiento del líquido y el pandeo de la carcasa del tanque. En este estudio, se analizan cinco modelos de tanques de almacenamiento de acero sobre el suelo de diferentes tipos de arcilla (arcilla de rigidez media, arcilla rígida y arcilla muy rígida) utilizando el programa de elementos finitos ADINA bajo el efecto de cargas estáticas y dinámicas. El suelo debajo del tanque se simula realmente utilizando un elemento sólido 3D (medio poroso) y el modelo de material utilizado es el modelo de suelo Cam-clay. El fluido en el tanque se modela dependiendo de la ecuación de fluidos de Navier-Stokes. Además, el registro sísmico utilizado en este análisis es el componente horizontal del terremoto de Loma Prieta. Los tanques analizados son tanques de acero circulares con la misma altura (10 m) y diferentes diámetros (que varían de 15 m a 40 m). El suelo bajo los tanques tiene un efecto notable en el comportamiento dinámico de los tanques estudiados. Los tanques que descansan sobre la arcilla de rigidez media (el suelo más débil) presentan un asentamiento permanente más bajo después del terremoto debido a su bajo módulo elástico, lo que lleva a la absorción de las ondas sísmicas en comparación con los otros tipos de suelo. Hay aumentos del 29.6% y del 35.6% en las tensiones dinámicas máximas bajo los tanques en los casos de arcilla rígida y arcilla muy rígida, respectivamente. Los valores máximos de las tensiones dinámicas verticales ocurren en un tiempo alrededor de 13.02 s, que está cerca de la aceleración máxima del suelo del terremoto.

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