Los tanques postensados para aplicaciones de almacenamiento de energía son estructuras de hormigón cilíndricas de alta curvatura. Debe ser aplicada una gran precompresión para resistir el gran nivel de tensiones producidas por la presión interior y el gradiente de temperaturas entre las caras interior y exterior de la pared (con independencia de la alteración de material no homogéneo debido a la última). Por lo tanto, los tendones horizontales (circunferenciales) de alta curvatura con un gran número de cordones, postensados fuertemente, se deben emplazar con la menor separación vertical posible.

La fuerza de postensado radial resultante es transmitida a la sección de hormigón neta a través de su interfaz con la vaina. Los cordones, sin embargo, se acumulan empujando dentro de la vaina produciendo componentes verticales de presión a lo largo de un arco, así como la ovalización de la vaina. La vaina se separa del hormigón que conduce al inicio de la grieta. Este estudio presenta un modelo fuertemente no lineal que intenta dar cuenta de todos estos factores.

Los resultados muestran que el contacto de vaina-hormigón debe ser modelado a fin de evitar el efecto de grieta cosida que puede sobreestimar en gran medida la capacidad de la sección para soportar el postensado, así como el servicio de las cargas mecánicas y térmicas. También muestra que estas estructuras requieren resistencias del hormigón a la tracción más altas. El modelo ha sido desarrollado para describir la relevancia de las propiedades de la interfaz de contacto de la vaina en el hormigón en la evaluación de la capacidad de postensado.

Tres tipos de interacciones se han definido con el fin de evaluar la sensibilidad del modelo de contacto: por fricción, de cohesión y de unión completa. Los resultados muestran una limitación significativa de la fuerza máxima de postensado que aparece cuando se permite la separación de la vaina del agujero de hormigón con respecto a los modelos de unión completa de la interfaz. El efecto de cordón múltiple provoca que no sólo las tensiones radiales, sino también las tensiones verticales se transmitan al hormigón por la vaina. La ovalización de la vaina produce la alteración de la distribución progresiva de estas presiones y una grieta cilíndrica (vertical) se inicia en las proximidades del último cordón contactando con la vaina directamente.
 

Acceda al documento: Key Engineering Materials Vol. 681 (2015) pp 197-213

Otros artículos de Investigación