Torre de estanque elevado

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TALLER DE ESTRUCTURAS

“Torre de estanque elevado”

Alumno:

Matías Álvarez Arias

Docente:

Matías Flores Vásquez  

Temuco, 06 de Mayo 2024

Contenido

1.- PLANTEAMIENTO DINÁMICO.        3

2.-MATRIZ DE RIGIDEZ        4

2.1.-Rigidez de la Estructura Metálica        4

2.2- Rigidez del estanque más el liquido        5

3.- MATRIZ DE MASA        7

4.- CÁLCULO DE LA FRECUENCIA PROPIA DEL SISTEMA.        8

5.-PERIODOS ASOCIADOS A LAS FRECUECNIAS PROPIAS DEL SISTEMA.        8

6.- CÁLCULO DEL CORTANTE BASAL INDUCIDO POR LA FUERZA SISMICA.        9

1.- PLANTEAMIENTO DINÁMICO.

Realizaremos un análisis modal y sísmico para el diseño estructural de una torre metálica de 10 metros de altura que soporta un estanque de una capacidad de 15000 litros para almacenar agua potable. Los tanques elevados están conformados por dos partes los cuales son el elemento de apoyo y el contenedor. A continuación, se muestra el planteamiento dinámico.

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Figura 1: Planteamiento dinámico. Fuente: propia,2024. Software: AutoCAD

• Como modelación utilizaremos un modelo de 2 grados de libertad de masas concentradas, tanto convectivas, impulsivas, de la estructura, y la rigidez asociada a ambos elementos.

• En la parte inferior el modelo de masa discretas toma en consideración las variables de la masa impulsiva, la masa del estanque y la masa de la estructura.

• Por otro lado, la parte superior esta comprendida por la masa convectiva en función de los resortes.

• La Rigidez del modelo se distribuye con la rigidez de la estructura de la parte inferior, y la rigidez de parte superior comprende el liquido y el estanque.

2.-MATRIZ DE RIGIDEZ

     La matriz de rigidez se expresará de la siguiente manera.

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   2.1.-Rigidez de la Estructura Metálica

• Analizaremos primero la rigidez de la estructura metálica, probando con 3 tipos de perfiles. L 100x100x6 para las diagonales, cuadrado 200x200x4 para las columnas y para las barras horizontales perfiles L80x80x8.
• La estructura cuenta con 15 elementos como armadura plana.
• A través del método de los Nodos, se considerará una carga Virtual de 1 ton, con el fin de conocer el desplazamiento y mediante la ley de Hooke obtener la rigidez de la estructura.
• El desplazamiento se emplea mediante la siguiente expresión:

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Ley de Hooke

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2.2- Rigidez del estanque más el liquido

   Previo al cálculo de rigidez (kc). Se debe calcular la masa del liquido unida por medio de resortes (). Para ello se empleará la siguiente expresión. [pic 9]

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En donde

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Luego se procede a calcular el kc mediante la siguiente expresión.

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Donde:

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Luego, nuestra matriz de rigidez queda representada de la siguiente manera.

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