RESPUESTA SÍSMICA DE TANQUES ELEVADOS TIPO PÉNDULO INVERTIDO
DOI:
https://doi.org/10.18867/ris.99.533Resumen
La mayoría de los tanques elevados para el almacenamiento de líquido son considerados como estructuras que forman parte de instalaciones vitales ya que deben permanecer funcionando correctamente aún después de la ocurrencia de un sismo. Los tanques elevados difieren de los tanques apoyados sobre el terreno debido a que están formados por dos partes: el elemento de apoyo y el contenedor. En décadas pasadas se han presentado numerosas fallas en este tipo de estructuras debidas a eventos sísmicos. En este artículo se plantea la ecuación general de movimiento de un tanque elevado considerando el modelo simplificado masa-resorte para modelar el líquido contenido en el tanque con paredes rígidas y la posibilidad de que se presente rotación en la base del contenedor. Los resultados indican la importancia de considerar en la ecuación de movimiento al menos tres modos convectivos del líquido, principalmente en la zona del Valle de México, además de la importancia de no despreciar la contribución de la rotación de la base del contenedor en el cálculo del momento en la cimentación del tanque.Descargas
Citas
Abramson, H N (1966), “The dynamic behavior of liquids in moving containers, whit applications to space vehicle technology”, NASA SP-106, San Diego
American Petroleum Institute (2013), “Welded tanks for oil storage”, API Standard 650, Washington, D.C.
American Water Works Association (2000), “AWWA Standard for welded steel tanks for water storage”, AWWA D-100, Denver, Colorado
American Concrete Institute 350.3 (2006), “Seismic design of liquid-containing concrete structures and commentary”, An American Concrete Institute Standard
Gobierno del Distrito Federal, Normas Técnicas Complementarias para el Diseño y Ejecución de Obras e Instalaciones Hidráulicas, NTC-2004, (2004), Reglamento de construcciones para el Distrito Federal, México
Gobierno del Distrito Federal, Normas Técnicas Complementarias para el Diseño por Sismo, NTC-2017 (2017), Reglamento de construcciones para el Distrito Federal, México
Case, K M, y W C Parkinson (1957),”Damping of surface waves in an incompressible liquid”, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 2, No. 2, pp. 172-184. DOI: 10.1017/S0022112057000051
Durgesh, C R (2003), “Performance of elevated tanks in Mw 7.7 Bhuj earthquake on January 26th, 2001”, Proc. Indian Acad. Sci., Vol. 112, No. 3, September, pp. 421-429, India. DOI: 10.1007/BF02709269
Dutta, S C, S K Jain y C V R Murty (2000), “Assessing the seismic vulnerability of elevated tanks with RC frame-type staging”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 19, No. 3, pp. 183-197. DOI: 10.1016/S0267-7261(00)00003-8
El Damatty, A A, R M Korol y F A Mirza (1997), “Stability of elevated liquid-filled conical tanks under seismic loading, part II-applications”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 26, 1209-1229. DOI: 10.1002/(SICI)1096-9845(199712)26:12%3C1209::AID-EQE701%3E3.0.CO;2-W
Eurocode 8, European Committee for Standardization ECS (1998), Design provision for earthquake resistance of structures, Part 1-General Rules and Part 4-Silos, Tanks and Pipelines, Brussels, Belgium
Faltinsen, O M (1974), “A nonlinear theory of sloshing in rectangular tanks”, Journal of Ship Research, Vol. 18, No. 4, pp. 224-241
Hernández, H (2004), “Comportamiento sísmico no lineal de tanques cilíndricos”, Tesis Doctoral, DEPFI, UNAM
Hernández, H (2006), “Análisis sísmico de tanques rectangulares elevados”, XV Congreso Nacional de Ingeniería Estructural, SMIE, Puerto Vallarta, Jalisco, México
Hernández, H y R Rojas (2007), “Revisión de recomendaciones para el análisis sísmico de tanques de almacenamiento”, XVI Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, Ixtapa-Zihuatanejo, Guerrero
Hernández, H, C Arce y D Rivera (2017), “Revisión de los modelos estructurales utilizados para determinar la respuesta sísmica de tanques elevados”, XXI Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, Guadalajara, Jalisco, México
Hernández, H, E Heredia y A Aldama (2007), “Nonlinear sloshing of cylindrical tanks subjected to earthquake ground motion”, Engineering Structures, ISSN: 0141-0296, Vol. 29, No. 12. DOI: 10.1016/j.engstruct.2007.08.023
Haroun, M A (1980), “Dynamic analyses of liquid storage tanks”, EERL 80-04, Earthquake Engineering Research Laboratory, Pasadena, California, February. http://resolver.caltech.edu/CaltechEERL:1980.EERL-80-04
Housner, G W (1957), “Dynamic pressures on accelerated fluid containers”, Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 47, No. 1, pp. 15-35. http://resolver.caltech.edu/CaltechAUTHORS:20140805-161402225
Ibrahim R A (2005), Liquid sloshing dynamics, theory and applications, Cambridge University Press, ISBN 13-978-0-521-83885-6
Jain, S K, W R Lettis, C V Murty y J P Bardet (2002a), “Section 4-Structures. Industrial facilities”, Earthquake Spectra, EERI, Supplement A to volume 18, 2001 Bhuj, India Earthquake Reconnaissance Report
Jain, S K, W R Lettis, C V Murty y J P Bardet (2002b), “Section 4-Structures. Elevated tanks”, Earthquake Spectra, EERI, Supplement A to volume 18, 2001 Bhuj, India Earthquake Reconnaissance Report
Jaiswal, O R, C R Durgesh y S K Jain (2007), “Review of seismic codes on liquid-containing tanks”, Earthquake Spectra, EERI, Vol. 23, No. 1, pp. 239-260. DOI: 10.1193/1.2428341
MDOC (2015), “Manual de diseño de obras civiles. Diseño por sismo”, Comisión Federal de Electricidad-Instituto de Investigaciones Eléctricas, México
McGuire, W, R H Gallagher y R D Ziemian (2000), Matrix structural analysis, segunda edición, John Wiley and Sons, Inc., ISBN 0-471-12918-6
Munguía, L, V Wong, A Vidal y M Navarro (1995), “La red de acelerógrafos del noreste de México”, en La Sismología en México: 10 años después del temblor de Michoacán del 19 de septiembre de 1985, Monografía N. 2 Unión Geofísica Mexicana, Medina Martínez, Delgado Argote y Suárez Reynoso (editores)
Newmark, N M y E Rosenblueth (1982), Fundamentos de ingeniería sísmica, 3era. reimpresión, editorial Diana, ISBN 968-13-0408-X
Ramiah B K, D S Rajata Mohana Gupta (1966). “Factors effecting seismic design of water towers”, Journal of the Structural Division, Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Vol. 92, N° ST4, August, pp. 13-30
Roberts, J R, E R Basurto, P Chen y P Ying (1965), Slosh design handbook I, NASA Contractor Report, NASA CR CR-406, San Diego.
Saafan, M S (2004), “Dynamic and buckling behavior of combined conical tanks”, Thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy, University of Western Ontario, London, Ontario, Canada, September.
Sajjad, S U y S K Jain (1994), “Lateral-load analysis of frame staging for elevated water tanks”, Journal of Structural Engineering, Vol. 120, No. 5, May, ASCE, paper 5116. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9445(1994)120:5(1375)
Sezen, H, R Livaoglu, A Dogangun (2008), “Dynamic analysis and seismic performance evaluation of above-ground liquid-containing tanks”, Engineering Structures, Vol. 30, No. 3, pp. 794-803. DOI: 10.1016/j.engstruct.2007.05.002
Tung, A T (1989), “Methods of seismic reliability for elevated spherical tanks”, Thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy, Stanford University, March.
Veletsos, A S y J Y Yang (1977), “Earthquake response of liquid storage tanks”, Advances in Civil Engineering through Engineering Mechanics, Proceedings Second Annual Engineering Mechanics Division Specialty Conference, ASCE, pp. 1-24
Wozniak, R S y W W Mitchell (1978), “Basis of seismic design provision for welded steel oil storage tanks”, Proceedings–Refining Department, Vol. 57, pp. 485-501
Wilson, J F (2003), Dynamics of offshore structures, John Wiley and Sons, Inc. ISBN 0-471-26467-9
