Estudio de los modos de falla de estanques de acero mediante análisis elementos finitos Sebastián Matías Ruiz Osorio Profesor guía Juan Felipe Beltrán.

Presentación del tema: "Estudio de los modos de falla de estanques de acero mediante análisis elementos finitos Sebastián Matías Ruiz Osorio Profesor guía Juan Felipe Beltrán."— Transcripción de la presentación:

1 Estudio de los modos de falla de estanques de acero mediante análisis elementos finitos
Sebastián Matías Ruiz Osorio Profesor guía Juan Felipe Beltrán Morales Miembros de la comisión Ricardo Antonio Herrera Mardones José Luis Almazán Campillay

2 Introducción Necesidad de estudiar el comportamiento de los estanques
Estanques apoyados directamente al piso Tipos de falla a analizar Falla tipo “punta de diamante” Falla tipo “pata de elefante”

3 Objetivos Objetivo principal
-Obtener y analizar las curvas de capacidad de los estanques de acero vitivinícola de apoyo continuo mediante el método de elementos finitos Objetivos secundarios -Obtener en los modelos computacionales las fallas vistas en el terremoto del Maule del 27 de febrero del 2010. -Modificar las condiciones de borde de los modelos (interacción del fondo del estanque con su superficie de apoyo) con el fin de observar su influencia en los modos de falla.

4 Elección de los estanques a modelar
Se eligen estanques para cada tipo falla Trabajos de Erick Gonzales y Eduardo Garcés

5 Corte basal de diseño y tensión admisible
Compara los datos obtenidos del programa Corte basal de diseño de Malhotra: Obtención del Corte de diseño Tension Admisible: NCh 2369 y API 650

6 Antecedentes del método de análisis tipo “Pushover”
Como se realizara el análisis sísmico al estanque 3 propiedades del análisis tipo “pushover” Modelación de la presión hidrodinámica

7 Método implícito e explicito
Método Explicito

8 Elementos estructurales
Espesores División del manto Zonas de anclaje SHELL 181: Estanque SOLID 185: S. De Apoyo

9 Condición de borde Fuerza de fricción: Condiciones de borde -Empotrado
-Simplemente apoyada con s. de apoyo -Anclado mediante resortes con s. de apoyo

10 Propiedades de los materiales

11 Mallado Mallado Fino, Semi-fino y grueso

12 Cargas aplicadas Peso Propio Carga hidrostática
Carga hidrodinámica -3G -10s

13 Detalle de los modelos realizados
Modelos Empotrados Modelos Anclados mediante resorte Modelos simplemente apoyados

14 Presentación de resultados
Al existir tantos modelos se necesitaba estandarizar los datos Caracterización de las curvas de capacidad

15 Presentación de resultados
Curvas de capacidad Distribución de tensiones -Tensión principal: P1-P4 -Tensión equivalente: P2-P3 Visualización de los modos de falla: P2-P3

16 Modelos Empotrados (1-8): Curvas de capacidad
influencia de la carga hidrostática Aumento en la resistencia (aprox. 40%) Fragilidad después del punto máximo Influencia del espesor de la Z.A. Influye solo cuando no existe la carga hidrostática

17 Modelos Empotrados (1-8): Visualización de los modos de falla
Modos de falla presentados Aparición de una “punta de diamante” y una “pata de elefante” Diferenciación de los modos de falla producto de la carga hidrostática Diferencia entre el modo de falla entre los modelos sin y con la carga hidrostática aplicada en P3

18 Modelos Empotrados (1-8): Distribución de tensiones
La tensión principal se concentra con mayor intensidad con la carga hidrostática El manto fluye en distintas áreas dependiendo de la existencia de la carga hidrostática Modelos 8 y 6 en P2 y P3 con carga hidrostática Modelos 4 y 2 en P2 y P3 sin carga hidrostática

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20 Modelos Simplemente apoyados (9-10): Curvas de capacidad
Diferente forma en las curvas de capacidad No existe zona elástica Gran desplazamiento de techo

21 Modelos Empotrados (9-10): Visualización de los modos de falla
Diferencia entre los resultados obtenidos y los observados en terreno para el E27 (!) ¿Que tan influyente es la condición de borde? Nitidez del desarrollo de la falla Modo de falla en los modelos 9 y 10 en P2

22 Modelos Empotrados (9-10): Distribución de tensiones
Distribución de la tensión principal: Formación de arcos Modo de falla y tensión principal en los modelos 9 y 10 en P2

23 Modelos Empotrados (9-10): Distribución de tensiones
Distribución de la tensión equivalente: Diferenciación en el área de fluencia

24 Modelos anclaje tipo resorte (11-12): Curvas de capacidad
Resorte de resistencia de 25 tf Decaimiento de la curva de capacidad Relación estanque-resorte

25 Comparación de las curvas de capacidad entre las distintas condiciones de borde

26 Modelos anclaje tipo resorte (11-12): Visualización de los modos de falla
Modos de falla presentados Se observan las fallas “puntas de diamante” y “pata de elefante” Diferentes tipos de falla para para la misma condición de borde Cuanto influye la condición de borde

27 Modelos anclaje tipo resorte (11-12): Distribución de tensiones

28 Análisis de sensibilidad de la rigidez E27: Curvas de capacidad
Aumento de la capacidad al aumentar la rigidez Relación Estanque-Resorte

29 Análisis de sensibilidad de la rigidez E27: Curvas de capacidad
Impacto en la rotura del resorte Incidencia de la rigidez del anclaje al compararlo con el modelo simplemente apoyado

30 Análisis de sensibilidad de la rigidez E27: Visualización de los modos de falla

31 Análisis de sensibilidad de la rigidez E27: Distribución de tensiones

32 Análisis de sensibilidad de la rigidez E25: Curvas de capacidad
Similitud de las curvas de capacidad Decaimiento tras alcanzar la resistencia máxima

33 Análisis de sensibilidad de la rigidez E25: Visualización de los modos de falla
Fallas en P3. En P2 la falla esta escasamente desarrollada (Pequeña hendiduras)

34 Análisis de sensibilidad de la rigidez E25: Distribución de tensiones

35 Conclusiones Variables que influyen en la formación de la falla
Capacidad de los modelos computacionales en replicar la falla vista en terreno A la izquierda la falla vista en terreno y a la derecha la falla obtenida del modelo 16.

36 Conclusiones Desempeño de los modelos en comparación con el corte basal de diseño Diferencia entre las tensiones principales y las tensiones admisibles

37 Anexo

38 Comparaciones

39 Modelos 1-8 con y sin carga hidrostática

40 Comparación empotrado y simplemente apoyado

41 Distribución de tensión Modelos 1-8

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44 Distribución de tensión Modelos 9-10

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46 Resumen de datos

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