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15/09/2011
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ESTRUCTURAS NEUMÁTICAS
“El objetivo es cubrir un espacio infinitamente grande con infinitamente poco material” Robert Le Ricolais
HISTORIA1) RUEDAS DE BICICLETA, AUTOMÓVILES, BALONES.2) EN 1917 (PRIMERA GUERRA MUNDIAL) ING. F.W. LANCHESTER PROPONE
SU USO PARA DEPÓSITOS DE CAMPAÑA.3) EN 1940 PERFECCIONAMIENTO DE LOS MATERIALES PLÁSTICOS.4) EN 1946 WALTER BIRDS, REALIZÓ RECINTOS ESFÉRICOS (RADOMES)
BIRD CREÓ LA COMPAÑÍA BIRDAIR RANDOME DE HASTA 60 MTS DE DIÁMETRO
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5) EN 1957 PRIMER COLOQUIO INTERNACIONAL EN STUTTGART, ALEMANIA6) EN 1970 LA FERIA MUNDIAL EN OSAKA, JAPÓN.
1970 ‐ PABELLON DE LOS EE.UU. EXPO OSAKA, JAPÓN
•DOMO SOBRE PLANTA OVAL
•MEMBRANA DE BAJO PERFIL•MEMBRANA DE BAJO PERFIL
•FIBRA DE VIDRIO REVESTIDA EN VINILO
•ANILLO DE HORMIGÓN ELIPSOIDAL SEGÚN FUNICULAR DE LAS CARGAS
139 m
78 m
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1970 ‐ PABELLON DE LOS EE.UU. EXPO OSAKA, JAPÓN
1975 – SILVERDOME DE LA CIUDAD DE PONTIAC
159 m220m
159 m
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•SUPERFICIE 40.000 m2
1975 – SILVERDOME DE LA CIUDAD DE PONTIAC
•ESTRUCTURA DE BAJO PERFIL :INFLADA 60 mts DEL TERRENODESINFLADA 30 mts DEL TERRENO•SOSTENIDA POR 9 FAMILIAS DE CABLES DIAGONALES •28 VENTILADORES PRESURIZAN EL DOMO•UNA VEZ INFLADA 1 VENTILADOR MANTIENE PRESIÓN ESTABLE
DISTRIBUCIÓN UNIFORME DE TENSIONES
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SISTEMAS NEUMÁTICOS SEGÚN SU SISTEMA DE SUSTENTACIÓN(Clasificación)
a)DE UNA SOLA CAPA SUSTENTADA POR AIRE
BAJA PRESIÓN
A NIVEL DEL MAR (masa atmosférica) = 1 Kg/cm2 10.000 Kg/m2
1 At corresponde a 10,33 mts. de columna de agua en un tubo de 1 cm2 de sección
1 At corresponde a 760 mm de columna de mercurio en un tubo de 1 cm2 de sección
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PRESIÓN DE INSUFLADO = 0,002 a 0,004 At = 20 a 40 Kg/m2
b)INFLADAS POR AIRE
ALTA PRESIÓN
DE DOBLE CAPACON RECINTOS INTERNOS
PRESIONES INTERNAS = 2 a 7 At = 20.000 Kg/m2 a 70.000 Kg/m2
LA PRESIÓN DE UN NEUMÁTICO = 30 lb/plg2 = 2 At = 20.000 Kg/m2 = 20 m columna de agua
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SOPORTAN PRESIONES QUE VAN DE LAS 100 a 1000 VECES LAS DE BAJA PRESIÓN
NECESITAN MEMBRANAS MAS RESISTENTES Y SE CONSIDERA UN COEFICIENTE DE SEGURIDAD DE 5
c)INFLADAS HÍBRIDAS
COMBINAN AMBAS POSIBILIDADES
EDEN PROYECT WATER CUBE
ETILENO TETRAFLUOROELILENO (ETFE)
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CARGAS QUE SOPORTAN LAS ESTRUCTURAS NEUMÁTICAS
1)CARGAS DE PESO PROPIO
PARA TELAS DE 1 mm 0,6 a 1,5 Kg/m2
PARA TELAS DE 3 mm Hasta 5 Kg/m2
2)CARGAS DE VIENTO
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VALORES DE Cf
FORMAS CILÍNDRICAS FORMAS ESFÉRICAS
Presión máxima Succión máxima Presión máxima Succión máxima
CILINDRO 1,4 (h/L) ‐0,7 – (h/L)
SEMIESFERA 0,9 (h/L) ‐1 (h/L)
¾ ESFERA 1 (h/L) 1 25 (h/L)¾ ESFERA 1 (h/L) ‐1,25 (h/L)
Cf : Coeficiente de formaV : Velocidad del viento (m/seg)
P : Presión o succión estática del viento
3)CARGAS DE NIEVE
qn
CARGA DE NIEVE RECOMENDADA POR EL INSTITUTO AMERICANO
CUBIERTAS DE PERFIL BAJO,PROBLEMA CRÍTICO
SI SE INSUFLA AIRE CALIENTE, LOS REGLAMENTOS PERMITEN DISMINUIR LA CARGA DE NIEVE POR DERRETIMIENTO
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4)CARGAS DE LLUVIA Y GRANIZO
NO SE CONSIDERAN CRÍTICOS POR SU FÁCIL DESLIZAMIENTO
5)CARGAS SÍSMICAS
DADA SU GRAN DUCTILIDAD RESISTEN GRANDES DEFORMACIONES SIN MAYORES DAÑOS
6)COMBINACIÓN DE CARGAS
PESO PROPIO con PRESIÓN DE INSUFLADO
PESO PROPIO con PRESION DE INSUFLADO con VIENTO
PESO PROPIO con PRESION DE INSUFLADO con CARGAS ÚTILES
ESFUERZOS EN MEMBRANAS NEUMÁTICAS CILÍNDRICAS
P = presión
S1
pr = radiot = espesor
S1
S1
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SISTEMA DE LASTRE Y ANCLAJE
LASTRE DE AGUA
LASTRE DE TIERRA
ANCLAJE AL SUELO O A ANILLOS
ANCLAJE CATENARIO
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MATERIALES
1)PELÍCULAS PLÁSTICASPOLIETILENOPOLIESTERPOLIAMIDA
CAUCHOS SINTÉTICOS2)TEJIDOS)
FIBRA DE VIDRIO O SINTÉTICOREVESTIDOS EN PVC, POLIÉSTER o POLIURETANO
3)MEMBRANAS DE CAUCHOSON FLEXIBLES
NO APTAS PARA CUBIERTAS PERMANENTES Y DE GRANDES DIMENSIONESBAJO MÓDULO DE ELASTICIDAD
4) LÁMINAS DE METALDEBEN SER EXTREMADAMENTE DÚCTILES
SE UTILIZA EL ALUMINIO POR SUS PODERES REFLEJANTES
DEBEN SERMALEABLESISÓTROPOS
TERMOESTABLESIMPERMEABLESPUEDEN SER
TRANSPARENTESTRANSLÚCIDOSDE COLORES
MEMBRANA
SIMPLESIN ESTABILIZACIÓN
SUPLEMENTARIA
CON
ESTABILIZACIÓN
SUPLEMENTARIA
PUNTUAL
CON ESTABILIZACIÓN
SUPLEMENTARIA
LINEAL
CON
ESTABILIZACIÓN
SUPLEMENTARIA
PUNTUAL Y LINEAL
DEP
RESIÓN
ÓN
SOBREP
RESIÓ
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MEMBRANA
DOBLESIN ESTABILIZACIÓN
SUPLEMENTARIA
CON
ESTABILIZACIÓN
SUPLEMENTARIA
PUNTUAL
CON ESTABILIZACIÓN
SUPLEMENTARIA
LINEAL
CON
ESTABILIZACIÓN
SUPLEMENTARIA
PUNTUAL Y LINEALDEP
RESIÓN
ÓN
SOBREP
RESIÓ
VENTAJAS:
REDUCCIÓN DE LOS COSTES DE FUNCIONAMIENTO DEBIDO A LA SIMPLICIDAD DELDISEÑO.COSTE INICIAL CONSIDERABLEMENTE MENOR QUE LOS EDIFICIOS CONVENCIONALES.SISTEMA FÁCIL Y RÁPIDO DE MONTAR, DESMONTAR Y REUBICAR.ESPACIO LIBRE INTERIOR ABIERTO, YA QUE NO HAY NECESIDAD DE COLUMNAS.CAPACIDAD DE CUBRIR CASI CUALQUIER PROYECTO.PERSONALIZACIÓN DEL TAMAÑO Y LOS COLORES DEL TEJIDO, INCLUYENDO LA TELATRANSLÚCIDA, PERMITIENDO LA ENTRADA DE LUZ NATURAL.
INCONVENIENTES:
ÓFUNCIONAMIENTO CONTINUO DE LOS VENTILADORES PARA MANTENER LA PRESIÓN,EN OCASIONES REQUIERIENDO UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE EMERGENCIA.DERRUMBE DE LA CÚPULA EN CASO DE PÉRDIDA O ROTURA DEL TEJIDO.AISLAMIENTO INFERIOR AL DE LAS ESTRUCTURAS DE PAREDES DURAS, CON ELCONSIGUIENTE AUMENTO DEL COSTE EN CALEFACCIÓN O REFRIGERACIÓN.CAPACIDAD DE CARGA LIMITADA.VIDA ÚTIL CORTA EN COMPARACIÓN CON EDIFICIOS CONVENCIONALES
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