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  • 31 may. 2014

    COMPORTAMIENTO DINÁMICO DE TANQUES DE AGUA
    (Traducción Libre)

    Durante el sismo de chile de mayo, 1960, un gran 
    número de tanques elevados fueron severamente 
    dañados considerando que otros sobrevivieron al 
    daño. Un análisis del comportamiento dinámico de 
    tales tanques debió tomar en cuenta el movimiento 
    relativo del agua en el tanque como así como el 
    movimiento relativo del tanque sobre el suelo. 
    Algunas expresiones simples se obtuvieron para las 
    propiedades dinámicas pertinentes del tanque con 
    una superficie libre de agua. Un análisis dinámico 
    simplificado es indicado para la respuesta de 
    tanques de agua elevados al movimiento sísmico del 
    suelo. 
    Comportamiento Dinámico de Tanques de Agua 
    INTRODUCCIÓN 
    El desempeño de tanques elevados durante el sismo es de mucha importancia para los ingenieros, 
    no solamente porque de la importancia de estos tanques en el control de incendios, pero también 
    por que la estructura simple de un tanque elevado es relativamente fácil de analizar y, de el 
    estudio de tanques puede ser informativo acerca del comportamiento de estructuras durante 
    los sismos. Durante el sismo chileno de mayo, 1960 un número de tanques elevados de agua fueron 
    dañados como se describió en un paper por K. V. Steinbrugge y R. Flores. Otros tanques elevados 
    sobrevivieron sin daños, como se describe en el paper de W. K. Cloud. Un análisis dinámico de 
    tanques debe tomar en cuenta el movimiento relativo del agua respecto del tanque así como el 
    movimiento relativo del tanque sobre el suelo. Si un tanque cerrado esta complemente lleno de 
    agua o completamente vacío, es esencialmente una estructura de una sola masa. Si, como el usual, 
    el tanque tiene una superficie libre de agua allí estará oscilando durante un sismo y esto hace 
    que el tanque sea esencialmente una estructura de dos masas. Para proporciones certeras del 
    tanque y la estructura el oscilamiento del agua debe ser el factor dominante, considerando para 
    las otras proporciones la oscilación debe tener poco efecto. De otra manera, un entendimiento 
    del daño sísmico, o supervivencia del tanque de agua elevado requiere un entendimiento de las 
    fuerzas dinámicas asociado con la oscilación del agua. 

    TANQUES SOBRE EL SUELO 
    Un tanque de agua o reservorio sobre el suelo tendrá sus volúmenes excitado por oscilación 
    provocado por un sismo y la amplitud del oscilamiento es indicativo de la intensidad del 
    movimiento del suelo. Si un tanque con una superficie libre de agua (Fig. 1a) está sujeto a 
    aceleración horizontal del suelo , las fuerzas ejercidas sobre el tanque por el agua son de dos 
    tipos. Primero, cuando el muro del tanque acelera hacia adelante y atrás una cierta fracción del 
    agua es forzada a participar en este movimiento, que ejerce una fuerza reactiva sobre el tanque 
    igual como si fuese ejercida por una masa Mo que es atada rígidamente al tanque a la altura 
    apropiada tal como se muestra en la Fig. 1b. La masa Mo es atada a la altura ho para que la fuerza 
    horizontal ejercida sea colineal con la fuerza resultante ejercida por el equivalente de agua. 
    Segundo, el movimiento del muro del tanque excita el agua en oscilaciones que en turnos ejercen 
    una fuerza de oscilación sobre el tanque. Esta fuerza de oscilación es igual a la ejercida por una 
    masa M1 que puede oscilar horizontalmente contra un resorte restringido tal como se muestra 
    en la Figura 1b. La masa M1 corresponde al modo fundamental de oscilación del agua que es el 
    modo de importancia para la mayoría de problemas sísmicos. Si el sistema equivalente mostrado 
    en la Figura 1b está sujeto a una aceleración sísmica del suelo, las fuerzas ejercidas sobre el 
    tanque por Mo y M1 serán iguales al que es ejercida por el agua en el tanque de la Figura 1a. 
     Boletín de la Sociedad Americana de Sismología


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