Diseño estructural de domos geodésicos de aluminio para tanques de almacenamiento de petróleo según API 650

El presente trabajo de titulación tuvo como objetivo diseñar estructuralmente domos geodésicos de aluminio para tanques de almacenamiento de petróleo, según la norma API 650, desarrollando así, hojas de cálculo electrónicas y ejecutables con parámetros geométricos específicos, dependientes del diámetro y la altura de la cubierta, facilitando su predimensionamiento. La hoja electrónica inicialmente determina la geometría esférica del domo a partir de su diámetro y elevación, partiendo del estudio propuesto por Richard Buckminster Fuller. Para el prediseño del perfil, se emplea el criterio propuesto por Randolph Kissell, en su libro denominado Estructuras de Aluminio, para el análisis estructural se usa el Manual de Diseño de Aluminio publicada por la Asociación de Ingeniería y Diseño de Aluminio. Las características de carga viva, requerimientos geométricos de diseño y materiales para domos se basa en la norma API 650 anexo G. Para las cargas estructurales de viento se toma la norma ASCE7-16, mientras que para la carga sísmica se aplica la norma NEC-SE-DS. La hoja de cálculo valida el perfil preseleccionado con los criterios de análisis estructural determinando que la relación Demanda/Capacidad sea aceptable. La última etapa abarca la simplificación del modelo en un archivo exportable con edición automática, compatible con el software de diseño estructural SAP2000. Durante el período de validación de la hoja electrónica, se analizó el comportamiento de la estructura con tres modelos diferentes, cuyos resultados no superan el 10% de error al compararse con el software SAP2000, teniendo así, un prediseño final aceptable. Se concluye que el prediseño de domos geodésicos responde a las exigencias del cliente, sujetas a las restricciones geométricas de configuración, con una edición automática total en caso de modificaciones dimensionales. La automatización de procesos en el prediseño estructural supone ahorro en el tiempo de ejecución del proyecto e incita a la aplicación sobre nuevas estructuras.The present degree work aimed to structurally design aluminum geodesic domes for oil storage tanks, according to the API 650 standard, thus developing electronic and executable spreadsheets with specific geometric parameters, they dependent on the diameter and height of the roof, and facilitate its predimensioning. The electronic sheet initially determines the spherical geometry of the dome from its diameter and elevation, based on the study proposed by Richard Buckminster Fuller. For the pre-design of the profile, the criterion proposed by Randolph Kissell is used, in his book called Aluminum Structures, for the structural analysis the Aluminum Design Manual published by the Aluminum Engineering and Design Association is used. The live load characteristics, geometric design requirements and materials for domes are based on the API 650 annex G. For structural wind loads, the ASCE7-16 standard is taken, while the standard NEC SE-DS is applied for seismic load. The spreadsheet validates the preselected profile with the structural analysis criteria, determining that the Demand / Capacity relationship is acceptable. The last stage involves simplifying the model into an exportable file with automatic editing, compatible with SAP2000 structural design software. During the validation period of the electronic sheet, the behavior of the structure was analyzed with 3 different models, whose results did not exceed 10% error when compared with the SAP2000 software, thus having an acceptable final pre-design. It is concluded that the pre-design of geodesic domes responds to the demands of the client, subject to the geometric configuration restrictions, with a total automatic edition in case of dimensional modifications. The automation of processes in the structural pre-design supposes savings in the execution time of the project and encourages the application on new structures