10/09/2014

1

E

S

T

R

U

C

T

U

R

A

S

E

S

P

E

C

I

A

L

E

S

INTRODUCCION

A TRAVÉS DE LA HISTORIA, LOS HOMBRES HAN MEJORADO LA

RESISTENCIA DE LAS ESTRUCTURAS DE DOS FORMAS:

INCREMENTANDO LA CANTIDAD Y CALIDAD DE LOS MATERIALES

Y/O A TRAVÉS DE LA CONCEPCIÓN Y DESARROLLO DE NUEVAS

TIPOLOGÍAS Y FORMAS ESTRUCTURALES.

EN EL PRESENTE TRABAJO SE MENCIONARA LA DEFINICION, LA

ESTRUCTURACION, CLASIFICACION Y VENTAJAS DE COMO

LLEGARON A GENERARSE Y APLICACIONES EN EDIFICACIONES

REALES.

10/09/2014

2

E

S

T

R

U

C

T

U

R

A

S

E

S

P

E

C

I

A

L

E

S

CASCARAS ESFERICAS:

MARCO TEORICO

PODEMOS DEFINIR UNA CÁSCARA ESFERICA SUPERFICIE OBTENIDA POR LA ROTACION DE UNA CURVA PLANA ALREDEDOR DE UN EJE VERTICAL..

LA CASCARA DE HUEVO, SE RELACIONA SUS PROPIEDADES CON LAS QUE POSEEN CASCARAS ESFERICAS ELÁSTICAS DELGADAS CUANDO SON SOMETIDAS A ESFUERZO. CARACTERISTICAS:

• RESISTE SOLO FUERZAS DE COMPRESION.• POR ELLO SE EVITA LA TENDENCIA DEL AUMENTO

DEL DIAMETRO MEDIANTE UN ELEMENTO MAS RIGIDO A TODO LO LARGO DEL SOPORTE

CASCARAS DE PEQUEÑO ESPESOR

CASCARAS DE MAYOR ESPESOR

NO TIENE RIGIDEZ, NI TORSION Y NI FLEXCION ESFUERZOS DE FLEXION

MOMENTOS TENSORES

ESFUERZOS NORMALES Y

TANGENCIALES

SE CLASIFICAN EN DOS GRUPOS FUNDAMENTALES:

10/09/2014

3

E

S

T

R

U

C

T

U

R

A

S

E

S

P

E

C

I

A

L

E

S

COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL:

MARCO TEORICO

ACTUAN EN DOS DIRECCIONES: A LO LARGO DE LÍNEAS DE ARCO Y A LO LARGO DE LÍNEAS DE ARO. BAJO CARGA UNIFORME UN DOMO SE ENCUENTRA EN COMPRESIÓN A LO LARGO DE LAS LÍNEAS DE ARCO EN TODAS LAS DIRECCIONES. EN UN DOMO HEMISFÉRICO, DEBIDO A QUE ESTAS LÍNEAS DE ARCO SON SEMICIRCULARES, HAY UNA TENDENCIA A PERMANECER ESTABLE EN LA PARTE SUPERIOR, PERO A PANDEARSE HACIA ARRIBA EN LA PARTE MÁS BAJA (IGUAL QUE LOS ARCOS Y LAS BÓVEDAS) (FIGURA 15.3).

EN FORMA DE DOMO:

PUEDE RESISTIR TENSIÓN, ESTA TENDENCIA AL PANDEO HACIA ARRIBA SE RESISTE POR TENSIÓN A LO LARGO DE LAS LÍNEAS DE ARO EN UN ÁNGULO MENOR DE CERCA DE 45° ARRIBA DE LA HORIZONTAL. A ESTO SE DEBE QUE LOS DOMOS ESFÉRICOS DE POCA ALTURA SE ENCUENTREN SÓLO EN COMPRESIÓN, MIENTRAS QUE LOS DOMOS ESFÉRICOS MÁS ALTOS TIENEN COMPRESIÓN EN LOS AROS ARRIBA DE 45°; Y TENSIÓN ABAJO. (ESTE ÁNGULO DE TRANSICIÓN VARÍA DEPENDIENDO DE LA CARGA; ES DE 38° ARRIBA DE LA HORIZONTAL SÓLO PARA EL PESO PROPIO DEL CASCARÓN) (FIGURA 15.4).

10/09/2014

4

E

S

T

R

U

C

T

U

R

A

S

E

S

P

E

C

I

A

L

E

S

COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL:

MARCO TEORICO

EN FORMA DE CUPULA:

TEORÍA MEMBRANAL DE LAS CÁSCARAS DE REVOLUCIÓN

LA CÚPULA DE USO MÁS CORRIENTE ES LA ESFÉRICA, QUE SE OBTIENE HACIENDO GIRAR UN ARCO DE CIRCUNFERENCIA ALREDEDOR DE UNA EJE VERTICAL.

CARACTERISTICAS DE LAS CÁSCARAS DE REVOLUCIÓN

FUERZAS NORMALES Y FUERZAS TANGENCIALES REPARTIDAS

EL ESPESOR DE LA MEMBRANA ES DELGADO, ESTO ES, NO ES GRUESA Y TAMPOCO DE

ESPESOR DESPRECIABLE.

MOMENTOS FLECTORES Y MOMENTOS TORSORES UNIFORMEMENTE REPARTIDOS

TENSION

PRESION

LA CÚPULA ELÍPTICA SE OBTIENE POR LA ROTACIÓN DE MEDIA ELIPSE ALREDEDOR DE UN EJE VERTICAL.

LAS CÁSCARAS DE REVOLUCIÓN SON LA CLASE MÁS IMPORTANTE DE CÁSCARAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE CÚPULAS Y DEPÓSITOS. ADEMÁS DE ESTO, SON MÁS FÁCIL DE DESCRIBIR MATEMÁTICAMENTE, Y ASÍ, DE ANALIZARLAS.

10/09/2014

5

E

S

T

R

U

C

T

U

R

A

S

E

S

P

E

C

I

A

L

E

S

MARCO REAL

AUNQUE LA ILUMINACIÓN NATURAL EN LOS MUSEOS PUEDE DAÑAR CIERTOS ARTEFACTOS, LOS CLIENTES INSISTIERON EN UNA GRAN VENTANA. PARA MINIMIZAR LOS EFECTOS DIRECTOS DEL SOL, LA VENTANA SE ENCUENTRA EN EL LADO NORTE DE LA SUMA Y SÓLO ADMITE LA LUZ INDIRECTA. DADO QUE LA GANANCIA DE CALOR SOLAR NO ERA UN PROBLEMA EN LA LATITUD NORTE DE LA CIUDAD, LA VENTANA ESTÁ HECHO DE UNIDADES DE VIDRIO TEMPLADO LAMINADO QUE REFLEJAN BASTANTE LUZ ENTRANTE SIN PROVOCAR DESLUMBRAMIENTOS. .

EN ACRISTALAMIENTO ARQUITECTÓNICO, LA ADHERENCIA A LARGO PLAZO ES UNA GARANTÍA DE LA ALTA CALIDAD Y LARGA VIDA ÚTIL DEL VIDRIO LAMINADO. PRODUCTOS TROSIFOL SON BIEN CONOCIDOS PARA ESTAS PROPIEDADES. Y POR SU SERVICIO AL CLIENTE, QUE SE INICIA CON CONSULTAS TÉCNICAS - EN EL DISEÑO DE NUEVAS INSTALACIONES DE PRODUCCIÓN, POR EJEMPLO - Y PUEDE INCLUIR EL DESARROLLO CONJUNTO DE PRODUCTOS INNOVADORES. ESTA ES LA RAZÓN POR TROSIFOL ES UNO DE LOS PRODUCTORES MÁS IMPORTANTES DEL MUNDO DE PELÍCULAS DE PVB (POLYVINYL BUTYRAL) PARA VIDRIO LAMINADO DE SEGURIDAD.

LAS ESTRUCTURAS LAMINARES, O CÁSCARAS, SON SUPERFICIES DELGADAS, CURVAS, DE POCO ESPESOR, COMPARADO CON LAS DIMENSIONES GLOBALES DE LA ESTRUCTURA.

MAQUETA DE SOUTHERN CROSS STATION, MELBOURNE.

CASCARAS CON VIDRIO:

10/09/2014

6

E

S

T

R

U

C

T

U

R

A

S

E

S

P

E

C

I

A

L

E

S

VENTAJAS: DESVENTAJAS:

MARCO TEORICO

1.-RESISTEN ESFUERZOS DE TENSIÓN.

2.-TIENEN UNA CURVATURA SIMILAR EN CADA DIRECCIÓN.

3.-EL ESPESOR DE LA MEMBRANA ES DELGADO, ESTO ES, NO ES GRUESA Y TAMPOCO DE ESPESOR DESPRECIABLE.

1.-PARA ESTRUCTURAS A GRAN ESCALA SE UTILIZAN MEMBRANAS MÁS FUERTES Y GRUESAS

2.-SE NESECITA DE UN GRUPO DE PROFESIONALES PARA LLEVAR ACABO LA CONSTRUCCION DE ESTAS GRANDES OBRAS.

10/09/2014

7

E

S

T

R

U

C

T

U

R

A

S

E

S

P

E

C

I

A

L

E

S

DEFINICION:

MARCO TEORICO

VIDRIO TEMPLADO

CARACTERISTICAS:

• Resistencia a golpes, tensiones y cambios

bruscos de temperatura.

• Hace que la placa de vidrio quede sometida a

fuerzas externas de compresión mientras que

internamente aparecen fuerzas de tracción.

• El templado otorga al vidrio mayor resistencia

mecánica y de seguridad pues si llega a la rotura,

se parte fragmentándose en pequeños trozos sin

astillarse.

El vidrio templado es un tipo de vidrio de seguridad, procesados por

tratamientos térmicos o químicos, para aumentar su resistencia en

comparación con el vidrio normal.

Esto se logra poniendo las superficies exteriores en compresión y las

superficies internas en tensión. Tales tensiones hacen que el vidrio,

cuando se rompe, se desmenuce en trozos pequeños granulares en lugar

de astillar en fragmentos dentados. Los trozos granulares tienen menos

probabilidades de causar lesiones.

10/09/2014

8

E

S

T

R

U

C

T

U

R

A

S

E

S

P

E

C

I

A

L

E

S

PROCESAMIENTO:

MARCO TEORICO

VIDRIO TEMPLADOPaso 1: Corte de piezas

El vidrio, en PLF, Plateau Longueur Fabrication, (6000mm x 3210mm aprox.), se corta según las

dimensiones requeridas.

Paso 2: Manufactura

El vidrio templado se suele utilizar en aplicaciones en las que el vidrio va a soportar un alto esfuerzo

mecánico (por ejemplo en puertas, paneles laterales…).La manufactura de los cantos del vidrio, los taladros,

las muescas etc, se lleva a cabo antes del proceso de templado, dado que después de éste no se puede

realizar.

Paso 3: Limpieza

Cada panel se limpia cuidadosamente bajo condiciones controladas para asegurar que ninguna impureza

altera la superficie del vidrio.

Paso 4: Tratamiento térmico

Una vez que el vidrio es cortado a medida, manufacturado y limpiado, se calienta en un horno hasta una

temperatura de 620ºC, justo por encima del punto de fusión de este material.

Paso 5: Proceso de templado

El vidrio es enfriado bruscamente por medio de un flujo de turbinas de aire que hacen que se contraiga la

superficie. El núcleo interno del vidrio tarda más tiempo en enfriarse, lo que da lugar a tensiones de tracción

permanente. La superficie adquiere la rigidez antes que en las capas internas que aún se encuentran en

estado plástico, de este modo la superficie del vidrio queda sometida a fuerzas de compresión. Este proceso

confiere al material resistencias mecánicas y térmicas muy superiores a las que tiene un vidrio sin templar.

Paso 6: Etiquetado, embalaje y transporte

Las etiquetas con todos los detalles del pedido se colocan una vez que el vidrio templado está

terminado.Para una mejor manipulación y transporte del mismo se suele colocar sobre caballetes especiales

para este uso.

10/09/2014

9

E

S

T

R

U

C

T

U

R

A

S

E

S

P

E

C

I

A

L

E

S

MARCO TEORICO

VIDRIO CURVO TEMPLADO

• Una cámara de calentamiento, generalmente por resistencias eléctricas, donde el

vidrio permanece hasta alcanzar su temperatura de ablandamiento.

• Una cámara de enfriamiento, consistente en sopladores conectados a ventiladores

de alta potencia, con regulación de la presión de aire en función del tipo de vidrio y

del espesor de la pieza a templar (a mayor espesor, menor presión).

Un horno para templado de vidrios se compone básicamente de dos partes:

10/09/2014

10

E

S

T

R

U

C

T

U

R

A

S

E

S

P

E

C

I

A

L

E

S

MARCO REAL

APLICACIONES:VIDRIO CURVO TEMPLADO

• Fachadas de locales

comerciales

• Domos y techos

• Vitrinas y expositores que

tengan que soportar altas

temperaturas (por

ejemplo panaderías)

• Mamparas de baños

• y duchas

10/09/2014

11

E

S

T

R

U

C

T

U

R

A

S

E

S

P

E

C

I

A

L

E

S

MARCO REAL

• La seguridad es la principal ventaja de vidrio templado.

• El uso de vidrio templado reduce el riesgo de lesiones

causadas por fragmentos de vidrio irregulares.

• El vidrio templado es más fácil de limpiar.

• El vidrio templado puede ser arrastrado al igual que las

pequeñas rocas con una escoba, y se tira en un

contenedor de basura sin temor a la copa corte abierta

las bolsas de basura o herir a un trabajador de la

gestión de residuos.

• El vidrio templado es mucho más fuerte que el vidrio

ordinario.

• Resistencia térmica .

• El vidrio templado es también más resistente al calor

que el vidrio normal. Dado que se aplica calor durante

el proceso, las moléculas se vuelven más resistentes a

temperaturas más altas.

• El vidrio no se derrite o debilitar aún cuando la llama se

aplica directamente. Esto lo hace ideal para

aplicaciones de laboratorio, camiones de bomberos y

los edificios que deben ser construidas con los códigos

estrictos de incendio.

• Equivale de 4 a 5 veces la resistencia de un vidrio

normal.

VENTAJAS:VIDRIO TEMPLADO

• El vidrio templado debe ser cortado al tamaño o

presiona para dar forma antes de endurecimiento y

no puede ser re-trabajado una vez endurecido.

• Pulido de los bordes o agujeros de perforación en el

vidrio se lleva a cabo antes de que comience el

proceso de endurecimiento. Debido a las tensiones

equilibradas en el vidrio, dañar el cristal

eventualmente resultará en el vidrio rompiéndose en

pedazos de tamaño miniatura.

• El vidrio es el más susceptible a la rotura debido a

daños en el borde de la copa, donde la tensión de

tracción es el más grande, pero rompiendo también

puede ocurrir en el caso de un fuerte impacto en el

medio de la hoja de vidrio o si el impacto se

concentra.

• El uso de vidrio templado puede suponer un riesgo

para la seguridad en algunas situaciones debido a la

tendencia del vidrio para romper completamente con

el impacto duro en lugar de dejar fragmentos en el

marco de la ventana.

• La superficie de vidrio templado hace ondas de

superficie de exposición causados por el contacto

con rodillos aplanadores, si se ha formado usando

este proceso. Esta ondulación es un problema

significativo en la fabricación de células solares de

película delgada.

DESVENTAJAS:

10/09/2014

12

E

S

T

R

U

C

T

U

R

A

S

E

S

P

E

C

I

A

L

E

S

MARCO REAL

CONCLUSION:• EL VIDRIO TEMPLADO AL SER SOMETIDO A UN TRATAMIENTO TÉRMICO CON

CAMBIOS BRUSCOS DE TEMPERATURA PRESENTA MAYOR DUREZA Y

RESISTENCIA A IMPACTO Y TEMPERATURA A DIFERENCIA DE LOS VIDRIOS

SIMPLES.

• PRESENTA MAYOR SEGURIDAD EN CASO DE ROTURA YA QUE ESTE TIPO DE

VIDRIO NO SE ROMPE FORMANDO PUNTAS SINO EN FORMA DE GRANOS.

• PRESENTAN UN NOTABLE RESISTENCIA MECÁNICA, UNA MAYOR

RESISTENCIA AL CHOQUE TÉRMICO Y, POR TANTO, EN GENERAL UNA MAYOR

SEGURIDAD AL USO..

• ESTE TIPO DE CASCARAS ESFERICAS CON VIDRIO TEMPLADO SON

UTILIZADAS EN AMPLIAS TERAZAS CON EL FIN DE APRESIAR EL ENTORNO.

• PROPORCIONA LUMINUCIDAD AL INTERIOR LO CUAL ES UTILIZADO EN

SALONES DE EXIBICIONES.