Tesis:
Cálculo estructural de tuberías enterradas por el método de elementos finitos, con base en el informe técnico CEN/TR 1295-3.
- Autor: GALVEZ CRUZ, Daniel
- Título: Cálculo estructural de tuberías enterradas por el método de elementos finitos, con base en el informe técnico CEN/TR 1295-3.
- Fecha: 2011
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
- Departamentos: INGENIERIA CIVIL: HIDRAULICA Y ENERGETICA
- Acceso electrónico: http://oa.upm.es/7753/
- Director/a 1º: CEGARRA PLANÉ, Manuel
- Resumen: Los estudios desarrollados en esta tesis proponen una generalización del uso del método de elementos finitos para el cálculo estructural de tuberías enterradas como “método común” de dimensionamiento en Europa. Las ecuaciones constitutivas utilizadas en el modelo están basadas en el comportamiento elástico de la tubería y elastoplástico del terreno, modelizado éste último a través del modelo de Drucker-Prager de cinco parámetros con flujo asociado. Se han estudiado, de entre los procedimientos de dimensionamiento actuales, aquellos que permiten un dimensionamiento multimaterial, y especialmente los dos procedimientos de cálculo que el informe técnico CEN/TR 1295-3 ha establecido como principales candidatos para definir un “método común” de dimensionamiento de tuberías enterradas en Europa (Opción 1 y opción 2). Tras el análisis de dichos procedimientos se han propuesto modificaciones en la consideración de las hipótesis pésimas de carga y en las expresiones para el cálculo de esfuerzos, basadas en datos obtenidos de la normativa vigente. Se ha propuesto, igualmente, la generalización de los modelos para el dimensionamiento de tuberías sometidas a presión interior y se han desarrollado las formulaciones correspondientes a la estimación completa de los momentos flectores en la opción 2. A su vez, se ha desarrollado un procedimiento de cálculo automatizado (mediante hoja de cálculo) que ha sido calibrado utilizando los resultados publicados en el informe técnico CEN/TR 1295-3, de forma que ha permitido realizar gran número de simulaciones para el estudio comparativo entre las dos opciones de cálculo, con el fin de estudiar sus predicciones frente a los diferentes parámetros. Sobre el modelo de elementos finitos se han realizado numerosas simulaciones con el objeto de evaluar las diferentes aproximaciones al modelo, en primer y segundo orden. Las simulaciones realizadas se corresponden con los materiales y procedimientos de instalación habituales en España. El modelo ha sido también calibrado mediante el contraste con los resultados obtenidos aplicando las modificaciones propuestas, ya citadas anteriormente con los modelos definidos por el CEN/TR 1295-3. Los modelos realizados cubren un rango importante de instalaciones, tipos de tuberías y alturas de cobertura. Todas las simulaciones realizadas con el modelo propuesto predicen con exactitud los resultados obtenidos mediante las opciones de cálculo del informe técnico CEN/TR 1295-3. Los resultados demuestran la capacidad del modelo desarrollado para predecir, de forma aceptable, las principales características de los comportamientos de los diferentes tipos de tuberías enterradas, sometidas a las acciones de tierras, tráfico y presión interior entre otras.