Combinaciones de carga para tensiones de tuberías debidas cargas ocasionales

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Los módulos adicionales RF-PIPING y RF-PIPING Design permiten diseñar sistemas de tuberías según EN 13480-3 [1], ASME B31.1 y B31.3. En el caso de la norma europea, la determinación de las tensiones de tubería está basada en las fórmulas del apartado 12.3 Análisis de flexibilidad. Dependiendo del tipo de tensión, se aplica uno o más momentos resultantes sin considerarse entre ellos. Esta diferenciación ocurre al determinar, por ejemplo, las tensiones debidas a cargas ocasionales.

Fórmula de tensión 12.3.3-1 para cargas ocasionales según EN 13480-3:
$${\mathrm\sigma}_2\;=\;\frac{{\mathrm p}_\mathrm c\;\cdot\;{\mathrm d}_\mathrm o}{4\;\cdot\;{\mathrm e}_\mathrm n}\;+\;\frac{0,75\;\cdot\;\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm M}_\mathrm A}{\mathrm Z}\;+\;\frac{0,75\;\cdot\;\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm M}_\mathrm B}{\mathrm Z}\;\leq\;\mathrm k\;\cdot\;{\mathrm f}_\mathrm t$$

La tensión σ 2 se compone de tres términos. El primer término incluye la presión interna. Los otros dos términos difieren solo en el índice del momento. El momento M A se compone de cargas mecánicas que actúan permanentemente (por ejemplo, el peso propio de la tubería o el líquido). El momento M B representa cargas que actúan ocasionalmente (por ejemplo, viento o nieve). Por lo tanto, los componentes de momento deben calcularse por separado. Una combinación de carga de tubería solo devolvería un momento. Por lo tanto, no se puede realizar un diseño análogo a la fórmula. La situación se puede resolver mediante combinaciones de resultados. En las combinaciones de resultados, se suman o restan los resultados de los casos de carga o combinaciones. Por lo tanto, los términos individuales se conocen y se pueden diseñar por separado.

El siguiente gráfico muestra la estructura ejemplar de la combinatoria para la situación de diseño ocasional. La combinación final prevista para el diseño se resalta en rojo.

Figura 01 - Combinatoria

Opcion 1

En la combinatoria análoga a la variante 1, se crea una combinación de carga de tubería con el atributo "OCC" para el caso de carga de viento. Este RC5 se combina en una nueva combinación de resultados RC2 con las cargas habituales a largo plazo. Por lo tanto, el momento se puede dividir en los componentes individuales M A y M B.

Opcion 2

En la opción 2, el efecto de las cargas de viento en interacción con los otros casos de carga se analizará con más detalle. Por lo tanto, se crea una nueva combinación de carga de tubería RC5, que está estructurada de forma análoga a RC4 e incluye el caso de carga de viento. En RC 2, estas dos situaciones de tensión operativa se restan entre sí, dejando solo las fuerzas internas del viento y posiblemente los efectos de la teoría de segundo orden. Estas fuerzas internas se superponen posteriormente con las cargas habituales a largo plazo en otro RC.

El diseño se muestra en el siguiente gráfico del módulo de diseño RF-PIPING. Aquí, también se muestran los componentes de momento individuales M A y M B.

Figura 02 - Documentación para las partes del momento

Bibliografía

[1] Tuberías industriales metálicas. Parte 3: Construcción y cálculo; EN 13480-3: 2012
[2]  Manual de RFEM 5 . Tiefenbach: Dlubal Software, febrero de 2016. Descargar

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