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Comportamiento de tubos a las cargas externas

Enviado em 14 Maio 2020, 13:32 PM

De acuerdo con su comportamiento relacionado a las cargas externas, los tubos se pueden clasificar en tres categorías: rígidos, flexibles y semirrígidos. Los tubos de hierro dúctil se clasifican como semirrígidos porque presentan una buena combinación de resistencia a las cargas y a la deformación, garantizando la seguridad de servicio a lo largo del tiempo.

SISTEMA SUELO/TUBO

Para analizar el comportamiento mecánico de un tubo enterrado se debe llevar en consideración el sistema suelo/tubo. En la práctica, la interacción de los tubos con el suelo depende de su rigidez o de su flexibilidad, lo que determinará el tipo de cimentación.

Tubos rígidos:

Ejemplo: Fibrocemento y Hormigón.

Comportamiento: Los tubos rígidos sólo admiten una pequeña ovalización antes de presentar fractura. Esta deformación no es suficiente para poder utilizar las reacciones de apoyo laterales del relleno. Toda la carga vertical del relleno se ve soportada por el tubo, lo que provoca grandes tensiones de flexión en sus paredes.

Criterio de dimensionado: Generalmente, carga máxima de compresión.

Consecuencias: Los tubos rígidos favorecen las concentraciones de carga en las generatrices inferior y superior. La eficiencia del conjunto suelo/tubo rígido depende mucho del ángulo de apoyo α, por lo tanto, existe la necesidad de una buena preparación del lecho de asentamiento, en particular si hubiera cargas rodantes.


 

Tubos flexibles:

Ejemplo: Plástico, acero no revestido con hormigón, fibra de vidrio.

Comportamiento: Los tubos flexibles soportan, sin romper, una gran deformación. Así, la carga vertical del relleno sobre los tubos se equilibra por las reacciones del apoyo lateral del tubo en el relleno adyacente.

Criterios de dimensionado: Ovalización máxima admisible o tensión de flexión máxima admisible.

Consecuencias: La estabilidad del sistema suelo/tubo flexible depende de la capacidad del relleno de generar una reacción pasiva de apoyo, módulo de reacción (E’), y, consecuentemente, de la calidad del relleno y su compactación.


 

Tubos semirrígidos:

Ejemplo: Hierro fundido dúctil.

Comportamiento: Los tubos semirrígidos soportan una ovalización suficiente para que una parte de la carga vertical del relleno movilice el apoyo del relleno. Así, los esfuerzos son las reacciones pasivas de apoyo lateral del relleno y de las tensiones internas de flexión en la pared del tubo. La resistencia a la carga vertical es entonces distribuida ente la resistencia propia del tubo y su relleno. La contribución de cada función es la relación entre la rigidez del tubo y del suelo.

Criterios de dimensionado: Tensión de flexión máxima admisible (caso de pequeños diámetros) u ovalización máxima admisible (caso de grandes diámetros)

Consecuencias: En la división de los esfuerzos entre el tubo y el relleno, el sistema suelo/tubo semirrígido ofrece una mayor seguridad en el caso de aumento, a lo largo del tiempo, de las cargas externas o de cambios en las condiciones iniciales del relleno.

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