Análisis dinámico modal espectral y estático equivalente de tanques de almacenamiento de petróleo

Abstract

Para validad el modelo de análisis para la adaptación a la norma peruana E.030(Norma Peruana de Diseño Sismo Resistente, 2016), considerando el modelo Housner (1954), la interacción fluido-estructura la cual se desarrolló el cálculo y modelamiento dinámico/estático del tanque de almacenamiento, entre las normas más conocidas para la elaboración de diseño y construcción, como son API 650 - 2007(American Petroleum Institute) y IITK-GSDMA (Guidelines for Seismic Design of Liquid Storage Tanks) y software SAP2000(Structural Analysis Program,) Por lo que se realizó el modelamiento con el software SAP2000, dando como resultado los datos generales del modelo calibrado, como lo siguientes Altura Total=12.191 m, Altura Liquido=11.324 m, Diámetro=26.74 m, Peso de la Pared=662.07 KN., Peso de la placa base=2541 KN., Peso del Techo=31.55 KN., Peso del Producto=54276.36 KN., Area de Techo=564.16 m2, Area de Pared=1024.11 m2, Area base=561.58 m2, etc. para luego realizar el desarrollo de los cálculos. Con la norma API650, se calculó el peso específico del producto, centros de acción de las fuerzas laterales efectivas, periodo convectivo, periodo impulsivo, cálculo del parámetro de aceleración impulsiva espectral, cálculo del parámetro de aceleración convectiva espectral. Con la norma IITK-GSDMA, se calculó los pesos de la estructura, parámetros del resorte masa modelo, periodos naturales impulsivo, periodos naturales convectivo, coeficiente horizontal de diseño sísmico, cortante de la base, momento en la parte inferior de la pared, momento de volteo, presión hidrodinámica impulsiva; norma peruana E.030, se calculó con el modelamiento el periodo convectivo, periodo impulsivo, presión impulsiva, presión convectiva, aceleración espectral y complementando con la norma peruana E.0.20 se calculó la carga del viento. Dando como resultados, aplicando la norma API650 para un mismo espectro arrojó un periodo convectivo Tc de 5.66 seg y un periodo impulsivo Ti de 0.04 seg,; con la norma peruana E.030 se determinó un Periodo Convectivo Tc de 5.613 seg. Y un periodo impulsivo Ti de 0.104 y al considerar la normativa propuesta por el Instituto tecnológico Kanpur de la India(IITK) se determinan un periodo convectivo Tc de 5.61 seg y un periodo impulsivo de 0.19 seg; asimismo, los coeficientes sísmico horizontal para el modo impulsivo y modo convectivo según API fue de 0.18 y 0.01085 seg y para IITK fue de 0.11 y 0.01 seg, y respectivamente. Por lo que se concluye El periodo convectivo e impulsivo según las normas IITK-GSDMA, API650 y el modelo (E-30), son del mismo orden de magnitud; Los valores de carga de viento según las normas API650 y el modelo (E-30), son coincidentes, la cual se recomienda, aplicar específicamente el modelo IITK.