Efeitos estruturais do recalque diferencial da fundação em tanques verticais de armazenamento / Structural effects of the planar settlement in vertical storage tanks

José Roberto Rasi, Roberto Bernardo, Jorge Augusto Serafim, Wellington Mazer, Donizete Caunetto, Jonathan Figueiredo Broetto

Abstract


Tanques verticais de aço soldado para o armazenamento de líquidos se utilizam de diferentes tipos de fundações. Para esse tipo de tanque, algumas vezes são usadas fundações em camadas de solo e com maior frequência, fundações de concreto armado em forma de anel com substrato compactado de cascalho e areia dentro desses anéis e laje sobre estacas de concreto. Em operações de longo prazo, o solo sob o fundo de aço do tanque passa por um processo de deformações permanentes, na forma de recalque vertical não uniforme. Este recalque pode ter diferentes causas, mas em todos eles, afeta o estado de tensão e deformação nas placas de fundo e nas bordas inferiores das virolas do casco. O principal efeito estrutural causado pelo recalque da fundação é o tombamento causado pelo peso do líquido do tanque que se inclina sobre o costado. Este trabalho tem como objetivo avaliar por meio de análise numérica, usando o Método de Elementos Finitos, o comportamento estrutural de tanques verticais de aço soldado, cuja base sofreu recalque diferencial e comparar com os limites de verticalidade previstos em diversas normas técnicas apropriadas, verificando a segurança estrutural especifica para cada norma em função da inclinação máxima permitida.


Keywords


Tanque de Aço Vertical, Recalque Diferencial, Inclinação.

References


Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT, NBR 7.821. (1983), Tanques soldados para armazenamento de petróleo e derivados. RJ.

American Petroleum Institute, API 650. (2013), Welded Steel Tanks for Oil Storage, decima terceira edição, U.S.A.

American Petroleum Institute, API 653. (2014), Tank Inspection, Repair, Alteration, and Reconstruction, Appendix-B, U.S.A.

American Water Works Association, AWWA D100-05. (2005), Welded Steel Tanks for Water Storage. Edição atualizada. U.S.A.

Cintra, J. C. A. (1998) Fundações em Solos Colapsíveis. São Carlos: EESC/USP.

Eltaly, B., Saudi, G., Ali, R., Kandil, K. (2014). Experimental and FE Modal Analysis for Elevated Steel Water Tanks, International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT) Volume 03, Issue 01. Disponível em:https://www.ijert.org/experimental-and-fe-modal-analysis-for-elevated-steel-water-tanks

Godoy L. A. (2016). Buckling of vertical oil storage steel tanks: Review of static buckling studies, Thin-Walled Structures, Vol. 103. https://doi.org/10.1016/j.tws.2016.01.026

Gutierrez, N. H. M.; Nobrega, M. T.; Vilar, O. M. (2004). Condicionantes estruturais do colapso de um solo argiloso tropical oriundo de basalto no norte do Paraná. In: Simpósio brasileiro de solos não saturados, Ed.5 – v.2, São Carlos. Disponível em:https://www.abms.com.br/links/bibliotecavirtual/anaisnsat/nsat-edicao5-vol2.pdf

Hotala, E. e Ignatowicz, R. (2019). Effect of settlement of foundations on the failure risk of the bottom of cylindrical steel vertical tanks for liquids. Studia Geotechnica et Mechanica, vol.41. https://doi.org/10.2478/sgem-2019-0017

Milititiky, J., Consoli, N. C., Chnaid. (2005). Patologia da Fundações. 1ª Edição. Editora Oficina de Textos, SP.

Palmer, S. C. (1992). Structural effects of foundation tilt on storage tanks, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering. https://doi.org/10.1243/PIME_PROC_1992_206_204_02

Palmer, S. C. (1994). Stresses in storage tanks caused by differential settlement. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering. https://doi.org/10.1243/PIME_PROC_1994_208_204_02

Rasi, J. R.; Aguiar, M. F. P.; Verissimo, S. F.; Mendes, G. C. M.; Prado, S. C. (2019) Análise das causas de colapso do subsolo e soluções adotadas em fundações de edifício industrial. 9º Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Geotecnia – SEFE 9. Disponível:

https://www.researchgate.net/publication/344267256_Analise_das_Causas_de_Colapso_do_Subsolo_e_Solucoes_Adotadas_em_Fundacoes_de_Edificio_Industrial

Rasi, J. R., Serafim, J. A., Mazer, W., Caunetto, D., Broetto, J. F. (2021a). Comparativo de blocos de fundação sobre estacas para reservatório metálico vertical com variação de rigidez e considerando a interação solo-estrutura. Brazilian Journal of Development, v.7, n.3. Disponível em: https://www.brazilianjournals.com/index.php/BRJD/article/view/24685/19718

Rasi, J. R., Serafim, J. A., Mazer, W., Caunetto, D., Broetto, J. F. (2021b). Comparativo de blocos de fundação sobre estacas para reservatório metálico vertical com variação de rigidez e considerando a interação solo-estrutura. Brazilian Journal of Development, v.7, n.2. Disponível em: https://www.brazilianjournals.com/index.php/BRJD/article/view/26355/20898

Shi, L., Wang, X., Shai, J., Xu, K., Li, M. (2017). Oil storage tank settlement assessment based on standard and finite element analyses. ASME 2017 Pressure Vessels and Piping Conference. https://doi.org/10.1115/PVP2017-65018

Wisnugroho, J. e Sutono, G. (2018). Numerical Study of Oil Storage Tanks during Planar Settlement. Applied Mechanics and Materials, vol 878. https://www.scientific.net/AMM.878.95




DOI: https://doi.org/10.34117/bjdv7n7-275

Refbacks

  • There are currently no refbacks.