Evaluación de fatiga en conexiones estructurales: Caso puente apilador.

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2025

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Universidad de Concepción

Abstract

La fatiga estructural en conexiones soldadas representa una problemática crítica en estructuras sometidas a cargas cíclicas, especialmente en el contexto de la industria minera. En esta memoria se analiza el caso de un Puente Apilador, donde la aparición de grietas en las diagonales tubulares motivó la evaluación del comportamiento a la fatiga de sus conexiones. El objetivo general fue evaluar dicho comportamiento mediante herramientas numéricas y compararlo con criterios normativos. Para ello, se desarrolló un modelo estructural en SAP2000 que permitió determinar los rangos de tensiones en las conexiones afectadas. Posteriormente, se utilizó IDEA StatiCa para analizar detalladamente el desempeño de una de las conexiones, considerando criterios establecidos en las normas AISC 360-16 y BS 7608. Los resultados muestran que la herramienta IDEA StatiCa permite capturar con mayor precisión las concentraciones de tensiones y zonas críticas de falla, evidenciando diferencias relevantes frente a los métodos normativos tradicionales. Se concluye que la combinación de análisis global con SAP2000 y local con IDEA StatiCa permite una evaluación más robusta del riesgo de fatiga. Finalmente, se proponen recomendaciones de refuerzo para mitigar las concentraciones de tensiones, mejorar la vida útil de las conexiones y garantizar la continuidad operativa del puente.
Structural fatigue in welded connections is a critical issue in structures subjected to cyclic loads, particularly in the mining industry. This thesis analyzes the case of a Stacker Bridge, where the appearance of cracks in the tubular diagonals prompted an evaluation of the fatigue behavior of its connections. The main objective was to assess such behavior using numerical tools and compare the results with normative criteria. A structural model was developed in SAP2000 to determine stress ranges in the affected connections. Then, IDEA StatiCa was used to analyze the detailed performance of one connection, considering design criteria established in AISC 360-16 and BS 7608 standards. The results show that IDEA StatiCa captures stress concentrations and critical failure zones more accurately, revealing significant differences compared to traditional normative methods. It is concluded that combining global analysis with SAP2000 and local analysis with IDEA StatiCa enables a more robust assessment of fatigue risk. Finally, reinforcement recommendations are proposed to mitigate stress concentrations, extend the connection’s service life, and ensure the operational continuity of the bridge.

Description

Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil.

Keywords

Maquinaria minera, Industria minera, Mantenibilidad (Ingeniería)

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