Efectos de Grupo Debidos a Viento sobre la Inestabilidad de Tanques Metálicos con Rigidizadores

Abstract

El efecto de grupo modifica la distribución de presiones debidas a viento sobre un tanque respecto a las correspondientes a un tanque aislado. Trabajos anteriores sobre tanques sin rigidizadores han demostrado que las cargas máximas resistidas se reducen por este efecto, principalmente para obstáculos en la dirección del viento a distancias variables entre 1 y 1.8 diámetros del mayor tanque involucrado. Debido a que hay escasa información disponible sobre este efecto de apantallamiento, si un tanque se diseña con las distribuciones de presiones que corresponden al tanque aislado se puede subestimar la acción del viento y su efecto sobre la inestabilidad del equilibrio. Como aspecto adicional, la presencia de anillos rigidizadores en sentido circunferencial modifica la respuesta estructural del tanque frente a cargas de viento, haciendo que las cargas máximas resistidas sean mayores. En este trabajo se propone analizar la eficiencia de anillos
rigidizadores anulares, diseñados con las presiones de viento correspondientes a un tanque aislado sin rigidizar, para resistir las diferencias de presiones generadas por efectos de grupo. Los tanques se modelan usando elementos finitos de cáscara considerando la acción de viento para un tanque aislado y para el mismo tanque con obstrucción de otro ubicado a distancias variables de 1.0, 1.5 y 1.8 veces el diámetro, para vientos con dirección de incidencia variable con respecto al obstáculo. Se realizan
análisis de bifurcación del equilibrio lineal (problema de autovalores) y análisis no lineal geométrico considerando imperfecciones geométricas. La respuesta obtenida con las diferentes configuraciones de posición entre los tanques y el diseño del anillo rigidizador, para una distribución de presiones de viento considerando el efecto de grupo, se compara con la obtenida para el tanque aislado. Los resultados permiten evaluar si la rigidización que aporta el anillo es suficiente para restituir la respuesta a condiciones similares a las del tanque aislado.