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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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ESFUERZOS EN MEMBRANAS NEUMÁTICAS CILÍNDRICAS

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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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RESUMEN

LA ESTRUCTURA NEUMÁTICA  SE COMPONE DE:

UNA ENVOLTURA INFLABLE

UN SISTEMA DE ANCLAJE PERIMETRAL

UN SISTEMA DE PROVISIÓN DE AIRE

UN SISTEMA CONTROLADO DE ACCESOS