Boletín de Ingeniería Estructural

Partes: 1, 2

Estados límite del diseño
de la tubería de concreto
pretensado II: Procedimiento

Por Mehdi S. Zarghamee, Member, ASCE,
Ka-Lun Fok, Miembro Asociados, ASCE, y Efthimios S.
Sikiotis

Extracto:

Un método
racional para el diseño de la tubería de concreto
pretensado del cilindro sujeto a los efectos combinados de la
carga externa y de la presión
interna se presenta. Este método se basa en ciertos
criterios de los estados límites en
utilidad,
límites elásticos, y fuerzas de los materiales
constitutivos. Los criterios del diseño y el análisis razonado para su selección
se presentan en el primer papel de esta serie. En este papel, los
procedimientos
desarrollados para el cómputo de las cargas combinadas que
corresponden a cada estado del
límite del diseño se presentan. Los procedimientos
incluyen el cómputo de las capacidades del momento para
los empujes resultando de la pretensión y las cargas
combinadas, incluyendo la presión interna, carga externa,
y pesos de la tubería y del líquido, y un
método simplificado de explicar la redistribución
del momento del invertido y la corona de la tubería al
springline mientras que la base y la capa experimentan la
tensión que ablanda y que se agrieta.

Introducción

Un nuevo procedimiento del
diseño se presenta en este papel y en el que lo
acompaña para las tuberías de concreto pretensado
del cilindro sujeto a la presión interna, a las cargas
externas, y a los pesos de la tubería y del líquido
basados en ciertos criterios del diseño de los
estados-límite. Los criterios propuestos del diseño
consisten en: (1) Límites de la utilidad para el control de las
grietas en la base y la capa de la tubería; (2)
límites elásticos para mantener la capacidad de
repetición; y (3) límites de la fuerza.
Criterios del diseño para calcular cargas combinadas y las
presiones que corresponden a estos estados de los límites,
y el razonamiento que eso condujo a su recomendación se
describe en el papel que lo acompaña (Heger en el al.
1990). El comportamiento
de las tuberías de concreto pretensado sujetas a las
cargas y a las presiones combinadas es complejo, y requiere la
consideración de los no linealidades de los materiales
constitutivos, incluyendo los efectos de ablandamiento y de las
grietas extensibles del concreto y del mortero, y la
redistribución del momento de flexión que resultan.
Zarghmee (1988) desarrolló un modelo de
varias capas para la pared de la tubería y aplicó
el modelo al análisis de ciertas tuberías de la
prueba sujetas a las cargas y a las presiones combinadas.
Recientemente, Zarghamee y Fok (1989) extendieron este modelo de
varias capas de la pared de la tubería para permitir la
redistribución del momento en la tubería como la
base que experimenta el ablandamiento extensible, grietas, y el
cedimiento del cilindro de acero y
pretensión el alambre. Estos métodos no
se prestan para fácil aplicación para los
propósitos del diseño.

Este papel se ocupa de un procedimiento de diseño
desarrollado para calcular las cargas y las presiones combinadas
que corresponden a estos criterios de los estados-límite.
Considera no sólo las capacidades del momento de las
secciones representativas de la pared de la tubería para
un empuje dado resultando de la presión interna, de cargas
externas, y de pesos de la tubería y del líquido,
pero también para la redistribución de los momentos
de flexión como la tensión de la tubería se
reduce en el invertido y se corona debido a las grietas de la
base, y en el caso de la tubería del encajamiento-cilindro
también por el rendimiento del cilindro de acero. Usando
cargas combinadas y las presiones que corresponden a los
criterios de los estados límites con los factores de
seguridad
apropiados que incorporan los efectos de la variabilidad de las
características materiales y de la geometría de la tubería, del sobre
de las cargas de cálculo
combinadas admisibles y de presiones se definen para trabajar y
trabajar más condiciones transitorias.

Criterios de los
Estados Límite

El concepto de
diseño de los estados límite, descrito
detalladamente en el papel que acompaña, es un
acercamiento del diseño para asegurar la utilidad adecuada
de una tubería sujeta a sus cargas de cálculo
normales y proporcionar aseguramiento que el estado de
pretensión y los márgenes de seguridad para la
fuerza adecuada será mantenido aunque la tubería
debe ser sujeto a las condiciones anormales que pueden aparecer
grietas en su pared. Tres tipos de criterios del diseño de
los estados límite que se proponen: límites del
límite de la utilidad, elásticos, y límites
de la fuerza.

Los límites de la utilidad se seleccionan
mantener la confianza que la base de concreto y la capa del
mortero no desarrollan micro grietas bajo cantidades y presiones
de trabajo y las
grietas visibles bajo trabajo más cargas y presiones
transitorias. Los límites de la utilidad se expresan en
términos de tensiones y aumenta en la base y la capa para
la tubería encajada y alineada del cilindro y la
tensión radial entre la base y el cilindro internos de
acero para la tubería encajada del cilindro.

Los límites elásticos son casos especiales
de los límites de la utilidad y se seleccionan para
mantener confianza que no ocurrirá la deformación
permanente de los materiales constitutivos y las presiones llanas
no disminuirán. Los estados del límite
elástico se expresan en términos de alambre que
alcanza la tensión gruesa de la envoltura, fsg, o el
cedimiento extensible del cilindro de acero para la
tubería del encaje del cilindro.

Los límites de la fuerza son seleccionados
mantener la confianza que el alambre de pretensión no
será tensionado más allá de su punto de
producción, la base no fallarán en
la compresión, y la tubería no fallará
estallando bajo presión.

Estos criterios de los estados del límite se
resumen en las tablas 1 y 2 para la tubería encajado y del
alinear-cilindro, respectivamente.

Partes: 1, 2

Página siguiente

Boletín de Ingeniería Estructural

Extracto:

Introducción

Criterios de los Estados Límite

Criterios de los
Estados Límite