septiembre-diciembre 2013 /
pág 17
Cimbra
aunque ese no es el objetivo de este
artículo.
A continuación se procederá a
realizar cálculos teórico – computa-
cionales para explicar el porqué del
fallo en la B del Bang. Un cálculo
teórico – computacional consiste en
calcular las fuerzas de forma teórica
y aplicarlas a un modelo de orde-
nador (para los cual se ha usado la
versión educativa del programa de
análisis Ansys) que resuelve el pro-
blema y aporta datos de flechas, es-
fuerzos, momentos, etc.
Como se puede ver en la ima-
gen, la estructura presenta nume-
rosos elementos que salen de un
núcleo central, el cual está sopor-
tado en tres patas y se considera
suficientemente rígido como para
poder considerarlos como elemen-
tos individuales empotrados, ya que
su apoyo no permite traslación o
rotación alguna. Esta suposición se
hace para simplificar los cálculos, ya
que la interacción con el viento, y
por consiguiente los fallos, se pro-
dujeron en elementos individuales.
Para el cálculo se ha utilizado
un método modificado del usado
por Giosan en
Cargas inducidas por
los vórtices de von Karman en estruc-
turas sin apoyos laterales
, el cual
está enfocado para el cálculo de
báculos pero resulta también váli-
do para este análisis.
Es muy importante averiguar
cuáles son las posibles veloci-
dades de viento que pueden ge-
nerar fuerzas en resonancia con
la estructura, las cuales serán las
más desfavorables, para lo cual el
primer paso es hallar la frecuen-
cia natural propia de la estructura,
mediante uso de un programa de
análisis por ordenador (Ansys).
A partir de estas velocidades se
calcula de manera teórica la car-
ga que generan los vórtices de von
Karman y se aplican de manera
dinámica en el mismo programa
de análisis, para luego obtener los
resultados.
Los resultados de este análisis
dan flechas y esfuerzos extremos en
la estructura, lo cual, unido al carác-
ter cíclico de las cargas, pudo resul-
tar en graves problemas de fatiga,
que habrían reducido la tensión ad-
misible del acero a un tercio de la
original en tan solo unas semanas
teniendo en cuenta la frecuencia de
la carga y de acuerdo a la Ilustra-
ción 6 (de acuerdo al Eurocódigo 3),
y por consiguiente, explica los fallos
producidos en algunos elementos,
efectivamente, en cuestión de se-
manas.
Se realizaron dos suposiciones
de condiciones de viento y se ha-
lló que los elementos ampliamente
expuestos a la vibración reducirían
su tensión admisible en un periodo
de entre 2 y 6 semanas. Esta dismi-
nución de la tensión admisible por
sí sola no produce el fallo, pero si
aumenta de manera considerable
las opciones de que este suceda.
Modelo a escala
Para comprobar que el método
usado en el cálculo anterior es co-
rrecto se realizó un modelo a es-
cala, el cual se sometió a un flujo
Flecha máxima de 0,5 mm en el modelo. Obsérvese el primer modo de vibración, flexión pura.
Esmuy importanteaveriguarcuáles
sonlasposiblesvelocidadesdeviento
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resonanciaconlaestructura
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