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Diseo y optimizacin de las uniones de un www.Prontubeam.com muro cortina en un edificio de gran altura
Diseo y optimizacin de las uniones de un muro cortina en
un edificio de gran altura
El uso de vidrio en las fachadas exteriores proporciona ms luz y mejor ambiente a en el interior
de un edificio. En nuestro caso, esto lleva a un alto incremento del uso de cristal en fachadas.
Las solucin adoptada es el muro cortina, una tipologa de fachada ligera que se caracteriza por
estar fijada a la estructura resistente del edificio pero no forman parte de la misma, es decir, no
contribuyen a aumentar la resistencia de la estructura del edificio sino que gravitan sobre ella.
Por tanto, el muro cortina debe estar diseado de tal forma que resista por s misma las
acciones que incidan sobre ella y ser capaz de trasladarlas a la estructura general del edificio.
La caracterstica fundamental que diferencia el muro cortina de otras tipologas es que la
fachada pasa de forma continua por delante de los forjados del edificio, quedando la estructura
de la fachada suspendida de los forjados a travs nicamente de las uniones.
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El muro cortina est formado por una parrilla de perfiles de aluminio con uniones de acero a los
forjados. Estas uniones de acero estn soldadas a las vigas metlicas de los forjados en un
extremo y atornilladas a la parrilla de perfiles de aluminio en el otro extremo.
Las uniones de acero soldadas y atornilladas pueden tener un comportamiento semirrgido,
producindose un giro relativo entre los elementos que unen. Esta deformacin de la unin
tiene efectos negativos en la estabilidad de la fachada a medida que se incrementa la desviacin
de la estructura y se multiplicaran los efectos de segundo orden (P-) de los miembros
conectados y esto afectar a toda la estabilidad de la estructura. La simplificacin de la unin
rgida lleva a una estimacin incorrecta del comportamiento de la fachada. Por lo tanto, el
anlisis no-lineal de las uniones tiene una funcin muy importante en el diseo de acero
estructural.
Las cargas verticales principales son el peso propio de la estructura y de la nieve acumulada en
los relieves de la fachada, y para las cargas horizontales tenemos componentes de presin del
viento, tanto de presin como de succin. El diseo ptimo implica algunas caractersticas de la
unin, tales como una alta ductilidad, resistencia apropiada, menor coste y tiempo de
instalacin, y sobre todo garantizar la seguridad frente a todas las posibles combinaciones de
carga.
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La unin est formada por una primera parte que est soldada a las vigas de acero del edificio
en cuatro puntos.
Ilustracin 1: Tensiones de Von Mises en parte soldada
Las dimensiones y los puntos de soldadura han sido diseados para reducir las tensiones con
una soldadura simple y el trabajo de instalacin.
La segunda parte de la unin es atornillada a la parte soldada y tambin al marco de aluminio.
Ilustracin 2: Tensiones de Von Mises en parte atornillada
Se ha realizado un anlisis esttico no-lineal con CivilFEM 2016 usando contactos no lineales,
comportamiento bilineal del acero y efectos de segundo orden para la verificacin de la curva
fuerza-desplazamiento al final de la unin , comprobando adems la ductilidad frente a cargas
verticales, laterales y de torsin.
www.Prontubeam.comhttp://www.civilfem.com/products/civilfem-2016/
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Ilustracin 3: Desplazamientos en direccin Z la unin completa
Ilustracin 4: Desplazamientos en el eje X de la unin completa en primer modo de pandeo
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Ilustracin 5: Desplazamientos en el eje X de la unin completa en el segundo modo de pandeo
Con este anlisis se ha optimizado el diseo de la unin, comprobado la capacidad de la unin
frente a las cargas de diseo as como una ductilidad suficiente para evitar el colapso frente a
cargas mayores de las de diseo, adems de garantizar una limitacin en las deformaciones que
puedan afectar al emparrillado de aluminio y a los paneles de vidrio que soportan.
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