Mc-203-04-h8-r0 - Memoria de Calculo Cortes en Envolvente Para Colocacion de Doble Fondo Tanque Yt-4

7/30/2019 Mc-203-04-h8-r0 - Memoria de Calculo Cortes en Envolvente Para Colocacion de Doble Fondo Tanque Yt-4

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OBRA: 203-04

DESCRIPCIN: COLOCACION FONDO EN TANQUE YT-4, YT-7,

TK-9001 Y TK-9002

0 EMITIDO PARA CONSTRUCCION MRA MAL CCA 27/10/08

A EMITIDO PARA CALIFICACIN MRA MAL CCA 03/09/08

REV. DESCRIPCIN REALIZO REVISO APROBO FECHA

PARTE:

MEMORIA DE CLCULO CORTES EN ENVOLVENTE PARA COLOCACINDE DOBLE FONDO TANQUE YT-4

DOCUMENTO SICTEC N: ST-0256-11-MD-MC-002-01A Fecha:

ID DOCUMENTO SICTEC N: 23576 03/09/2008DOCUMENTO REPSOL YPF N: MC-203-04-H8-R0ID DOCUMENTO REPSOL YPF N: 33831DOCUMENTO SUBCONTRATISTA N: - Pgina 1 de 11


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OBRA:COLOCACIN DOBLE FONDO ENTANQUE YT- 4, YT-7, TK-9001 Y TK-9002

MC-203-04-H8 PARTE:MEMORIA DE CLCULO CORTES ENENVOLVENTE PARA COLOCACIN DEDOBLE FONDO TANQUE YT-4

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CONTENIDO

1. INTRODUCCION....................................................................................................................2

2. DATOS.......................................................................................................................................4

3. COMBINACION DE CARGAS DE CLCULO..................................................................6

4. DETERMINACIN DE TENSIONES RESULTANTES....................................................6

5. VERIFICACIN DEL PANDEO ........................................................................................10

6. CONCLUSIONES..................................................................................................................11

1. INTRODUCCION

1.1Objetivos y Alcances

El objetivo del presente informe es presentar los resultados de los clculos realizados paraverificar las tensiones resultantes y la seguridad frente al pandeo en la envolvente del tanque YT-4 durante la realizacin de los cortes longitudinales para la colocacin de la chapa estrella yfinalmente el doble fondo del tanque.

Realiz: Revis: Aprob: VB Cliente: Fecha:27/10/08 Pgina 2 de 11MRA MAL MAL

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Se verifican las tensiones bajo las cargas de peso propio, carga de nieve y viento, combinadas de

acuerdo a la tabla del punto 3.Las cargas de viento y nieve se determinan de acuerdo a los cdigos de aplicacin localescorrespondientes (Reglamentos CIRSOC).

El clculo supone el siguiente procedimiento de colocacin de chapas estrella (ver detalles enmemoria descriptiva MD-203-04-H2):

a) Corte de la envolvente en una longitud equivalente a 1 (una) chapa estrella. El modelosupone el extremo del corte redondeado para evitar concentracin de tensiones.

b) Colocacin de la chapa estrella y 3 cuas de soporte entre la cara inferior de la chapaestrella y el borde de la envolvente (parte inferior). Soldadura (punteado para asegurar

posicin) de la chapa estrella a la envolvente (parte superior) de acuerdo a Memoriadescriptiva.

c) Corte adicional de la envolvente en una longitud equivalente a 1 (una) chapa estrella.Colocacin de la chapa estrella correspondiente y 3 cuas de soporte entre la cara inferiorde la chapa estrella y el borde de la envolvente (parte inferior). Soldadura (punteado paraasegurar posicin) de la chapa estrella a la envolvente (parte superior) de acuerdo aMemoria descriptiva. Soldadura intermitente (tipo paso peregrino) de la chapa estrellacorrespondiente al corte anterior.

d) Corte adicional de la envolvente en una longitud equivalente a 1 (una) chapa estrella.Colocacin de la chapa estrella correspondiente y 3 cuas de soporte entre la cara inferior

de la chapa estrella y el borde de la envolvente (parte inferior). Soldadura (punteado paraasegurar posicin) de la chapa estrella a la envolvente (parte superior) de acuerdo aMemoria descriptiva. Soldadura intermitente (tipo paso peregrino) de la chapa estrellacorrespondiente al corte anterior. Soldadura a tope de las dos primeras chapas estrella enuna longitud de 100 mm al comienzo y 100 mm al final (longitud mnima de soldadura).

e) Repeticin del procedimiento anterior hasta cubrir la longitud equivalente a 8 chapasestrella. (*)

f) Colocacin del cemento expansivo tipo grouting de acuerdo a la Memoria descriptiva.

(*) Nota: De acuerdo a la secuencia de corte de la envolvente y colocacin de chapas estrella, elcaso de verificacin ms desfavorable resulta:

Longitud total de corte equivalente a 8 chapas estrella. 6 chapas soldadas con soldadura intermitente tipo paso peregrino (incluye 5

soldaduras de chapas estrellas entre s en una longitud de 100 mm) y 1 chapaposicionada con puntos de soldadura.

Corte de la envolvente sin rigidizar en una longitud equivalente a 1 chapa estrella.

Este informe incluye:


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Descripcin de la geometra general, dimensiones relevantes del tanque y caractersticas

mecnicas del material de la envolvente. Determinacin de las cargas de clculo. Tabla de combinaciones de cargas. Verificacin de tensiones resultantes en la envolvente. Verificacin del pandeo. Conclusiones.

2. DATOS

2.1 Datos GeneralesLa estructura verificada tiene las siguientes caractersticas generales:

Item Descripcin Valor Unidad1 Dimetro nominal del tanque 28995 mm2 Altura de la envolvente del tanque 14570 mm

2.2 Especificacin de materiales y tensiones admisibles

Material de la envolvente: ASTM A-283 Grado C

Tensin de fluencia a temperatura ambiente = 30 Ksi = 21 Kgf / mm2

2.3 Cdigos y Criterios de Diseo

El diseo ha sido basado en los siguientes Cdigos y Referencias:

Reglamento CIRSOC 102, Accin del Viento sobre las Construcciones, INTI Reglamento CIRSOC 104, Accin de la Nieve y el Hielo sobre las Construcciones, INTI. Especificacin de Diseo de Repsol YPF: ED-M-02.00: Cargas para diseo de

estructuras

2.4 Cargas de Diseo

2.4.1 Peso Propio

El peso propio se incluye en el modelo de clculo (modelo de elementos finitos) de acuerdo alpeso especfico del acero y los siguientes espesores correspondientes a los distintos componentes

del tanque bajo estudio:


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Componente Espesor (mm)

Virola 1 17.5Virola 2 14.0Virola 3 11.0Virola 4 9.5Virola 5 8.0Virola 6 6.4Virola 7 6.4

Techo cnico 5.0

Pesos resultantes aproximados:Envolvente = 130400 Kg

Techo = 25600 KgConjunto estructura de techo = 31000 Kg

2.4.2 Cargas de nieve

De acuerdo a las prescripciones del Reglamento CIRSOC 104 (Accin de la Nieve y el Hielosobre las Construcciones, INTI) y el registro de nevadas en la zona se toma como carga de nieve (demodo conservativo):

Qsnow = 120 kgf / m2

2.4.3 Cargas de vientoLa accin del viento es determinada segn el Reglamento CIRSOC 102.

ACCION DEL VIENTO

Parmetro Nom Valor Unidad Observaciones1 Velocidad de referencia b 22.5 m/s -2 Coeficiente de velocidad probable Cp 1.16 - Construcciones temporarias o

durante proceso de construccin3 Velocidad bsica de diseo Vo 26.1 m/s Vo = Cp . b4 Presin dinmica bsica qo 42.56 Kgf / m2 qo = 0.000613.Vo2

5 Rugosidad del Terreno Tipo I - -6 Altura del tanque H 14.57 m -7 Coef. de variacin de pres. c/ h Cz 1.191 - h < 20.0 m8 Reduccin por dimensiones Cd 0.86 - -9 Presin dinmica de clculo qz 43.6 Kgf /m2 qz = qo . Cz . Cd

10 Dimetro del tanque D 29 m -11 Relacin de dimensiones 0.5 - = H/D12 Clasificacin de la construccin Tipo VI - s/ Tabla 1013 Coeficiente de forma 0 0.9 - Cilindro apoyado en el suelo14 Coeficientes de presin sobre pared cE (*) - De acuerdo al ngulo de incidencia

s/ Tabla 11


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(*) Para la obtencin de la carga total se aplica la presin dinmica de clculo en el modelo de clculo

(modelo de elementos finitos) con un coeficiente de pared que depende del ngulo de inclinacin de lanormal a la superficie respecto a la direccin del viento (Cirsoc 102 - Tabla 11)

Se obtiene: Fuerza resultante total = 11200 Kgf

3. COMBINACION DE CARGAS DE CLCULO

Se verifica las tensiones en la envolvente y la seguridad frente al pandeo durante el proceso decolocacin del doble fondo bajo las siguientes combinaciones de cargas:

Caso de carga Peso Propio Contenido Nieve Viento1. Peso + Nieve 1.0 - 1.0 -

2. Peso + Viento (-X) 1.0 - - - 1.0 Wx

3. Peso + Viento Y 1.0 - - 1.0 Wy

4. Peso + Viento (-X) + 50% Nieve 1.0 - 0.5 - 1.0 Wx

5. Peso + Viento Y + 50% Nieve 1.0 - 0.5 1.0 Wy

6. Peso + 50% Viento (-X) + Nieve 1.0 - 1.0 - 0.5 Wx

7. Peso + 50% Viento Y + Nieve 1.0 - 1.0 0.5 Wy

8. Peso + Viento (+X) + 50% Nieve 1.0 - 0.5 1.0 Wx

9. Peso + Viento (+X) 1.0 - - 1.0 Wx

Nota: No se aplica el viento de clculo en direccin (-y) debido a que el modelo es simtrico conrelacin a esta direccin. Por lo tanto, las tensiones resultantes de ambas direcciones de viento(+/- y) quedan cubiertas bajo las cargas aplicadas de acuerdo a la tabla anterior.

4. DETERMINACIN DE TENSIONES RESULTANTES

Se muestran a continuacin los valores de tensiones mximas obtenidos en cada caso mediante elmodelo de clculo (modelo de elementos finitos)


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Fig.0: Vista general del modelo de clculo Fig.1: Tensiones Caso 1

Fig.2: Tensiones Caso 2 Fig.3: Tensiones Caso 3


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Cuadro de tensiones resultante:

Caso de cargaTensin resultante

Kgf / mm2Tensin de fluencia

Kgf / mm2

1. Peso + Nieve 4.65 21.00

2. Peso + Viento (-X) 21.00

3. Peso + Viento Y 21.00

4. Peso + Viento (-X) + 50% Nieve 21.00

5. Peso + Viento Y + 50% Nieve 21.00

6. Peso + 50% Viento (-X) + Nieve 21.00

7. Peso + 50% Viento Y + Nieve 21.00

8. Peso + Viento (+X) + 50% Nieve 8.57

9. Peso + Viento (+X) 8.30

Se observa que las tensiones resultantes mximas de cada caso se concentran en los extremos delos cortes realizados en la envolvente. Las tensiones resultantes en los casos 2, 3, 4, 5, 6 y 7alcanzan el valor de la tensin de fluencia del material. Todos estos casos incluyen presiones deviento basadas en una velocidad de 22.5 m/seg = 81 Km /h. Considerando que la altura del corte

en el modelo de clculo es de 32 mm, se observa que en todos los casos la zona de fluencia esmuy reducida y no compromete la seguridad de la operacin.

Se recuerda adems que este caso de clculo se determina de acuerdo a la secuencia de corte ycolocacin de chapas estrellas. Corresponde a la situacin ms desfavorable en la que la longitudtotal del corte corresponde a un total de 8 chapas, 6 chapas estrellas se encuentran soldadas consoldadura tipo paso peregrino, una chapa estrella est asegurada con puntos de soldadura (no seconsidera la rigidizacin de esta chapa) y hay una longitud de 3 m de envolvente cortada sincolocacin de chapa estrella.

Se evita la aparicin de esta situacin desfavorable (viento mximo de acuerdo a Cirsoc y cortessin rigidizar en la envolvente) colocando la chapa estrella correspondiente inmediatamente al


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finalizar el procedimiento de corte de la envolvente en la longitud correspondiente y soldando la

misma a la envolvente con soldadura tipo paso peregrino (de acuerdo a Memoria descriptiva).

Nota: Suponiendo el caso ms desfavorable descripto en el cual la pared del tanque se encuentracon parte de la rigidizacin de las chapas estrella y se presentan condiciones de viento, lastensiones resultantes no alcanzan los valores de fluencia para presiones de vientocorrespondientes a velocidades de 14.2 m/seg = 50 Km/h (aproximadamente). Estadeterminacin se realiza en forma complementaria y se presenta en carcter de informacinadicional.

5. VERIFICACIN DEL PANDEO

Mediante estudios no lineales de deformacin se verifica que la estructura es estable para todoslos casos de carga analizados. Es decir puede deformarse bajo los efectos de los casos de cargaaplicados sin presentar pandeo inestable y es por lo tanto una operacin que puede realizarse conel grado de seguridad requerido.

El coeficiente de seguridad estimado para la aparicin de fenmenos de pandeo inestable es de5.3 para el caso de carga ms desfavorable (Caso de carga 5). Como coeficiente de seguridadmnimo admisible se adopta el valor Cs = 3.0. Es por lo tanto un resultado aceptable.

Fig.10: Estructura deformada


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6. CONCLUSIONES

De acuerdo a los resultados presentados se concluye que:

El procedimiento especificado para el corte de la envolvente y colocacin de las

nuevas chapas estrella verifica las consideraciones de seguridad en lo

referente a tensiones resultantes y pandeo de la envolvente.


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