Análisis de la Sensibilidad a Imperfecciones en la Carga Límite de Tanques de Grandes Dimensiones

Resumen

El análisis no lineal geométrico de estructuras permite evaluar la influencia que tienen las desviaciones accidentales de fabricación en la geometría, denominadas imperfecciones, sobre la carga límite de pandeo. En este trabajo se investiga la influencia que tienen las imperfecciones sobre la estructura de un tanque de 17,5 metros de altura y 50 metros de diámetro con pared cilíndrica de chapa y cubierta tipo domo constituida por una chapa reforzada con vigas y sin columnas interiores. El diseño se realizó bajo la norma API 650 y sus variables de diseño fueron optimizadas y publicadas en trabajos anteriores. Previo al análisis del tanque se presentan dos ejemplos clásicos, la columna articulada- articulada con carga de compresión centrada y un cilindro de pared delgada con carga de compresión longitudinal. La columna converge asintóticamente a la carga crítica de pandeo, mientras que el cilindro presenta disminución de la carga límite con respecto a la carga crítica. Se aplica el método de los elementos finitos con el programa comercial COMSOL Multiphysics. Finalmente se aborda la resolución del tanque buscando establecer la sensibilidad a imperfecciones de esta estructura. Se obtienen interesantes conclusiones aplicables al diseño de estos tanques industriales.