Análisis de sensibilidad a la temperatura y evaluación del rendimiento de servicio de las estructuras de viga de...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Civil
• Ingeniería Estructural
• Ciencia de Materiales

Sus antecedentes:

• Las estructuras de viga de anillo de arco de acueducto son infraestructura crítica.
• Comprender su sensibilidad a la temperatura es vital para el rendimiento y la durabilidad a largo plazo.
• Las fluctuaciones de temperatura ambiental representan un riesgo significativo para la integridad estructural.

Objetivo del estudio:

• Investigar la sensibilidad a la temperatura y el rendimiento del servicio de las estructuras de viga de anillo de arco de acueducto.
• Desarrollar y aplicar un modelo de acoplamiento termoe structural para el análisis.
• Proporcionar marcos de evaluación cuantitativos y recomendaciones de ingeniería.

Principales métodos:

• Análisis exhaustivo de elementos finitos (FEA).
• Desarrollo de un modelo de acoplamiento termoe structural.
• Evaluación de las distribuciones del campo de temperatura y las respuestas estructurales.
• Evaluación del rendimiento del servicio utilizando un modelo integral.

Principales resultados:

• Las tensiones inducidas por la temperatura alcanzan el 40-60% de los límites permitidos, concentradas en las conexiones arco-viga.
• Las variaciones estacionales de temperatura (58 °C) causan un ciclo térmico significativo, afectando la durabilidad.
• La corona del arco experimenta fluctuaciones máximas de temperatura y tensiones térmicas máximas (4.5 MPa).
• El rendimiento general del servicio se califica como Bueno (73.0), con la resistencia a la fatiga térmica como una limitación.

Conclusiones:

• Las variaciones de temperatura impactan significativamente las estructuras de viga de anillo de arco de acueducto.
• La resistencia a la fatiga térmica y la durabilidad son limitaciones críticas del rendimiento.
• Se recomiendan sistemas mejorados de protección térmica y monitoreo para un mejor diseño y mantenimiento.
• Los hallazgos respaldan mejores estrategias para la infraestructura hídrica bajo efectos de temperatura ambiental.