Aspectos estructurales de las fachadas vidriadas

Arq. Karina Tarrisse Estudio Marshall & Asociados S.A.

Objetivo:

Crear una estructura segura (que no se rompa ni caiga), y que sirva a su propósito (en el tiempo).

¿Qué factores intervienen cuando diseñamos una fachada?

• Arquitectónicos • Funcionales • Ambientales • Estéticos • Estructurales • Tecnológicos (disponibilidad materiales y técnicas) • Económicos (costo inicial – costo operativo) • Otros (tiempos de montaje, interiorismo, políticos,etc)

¿Qué sistemas de fachada Vidriada podríamos adoptar?

Stick

¿Qué sistemas de fachada Vidriada podríamos adoptar?

Frame

¿Qué sistemas de fachada Vidriada podríamos adoptar?

Entre losas (fachada panel / cinta)

Delante de losas (muro cortina)

Datos para dimensionar una fachada

• Modulación • Cargas • Movimientos del edificio • Propiedades de los materiales • Sistema de montaje (condiciones de apoyo, distribución de cargas, etc.)

• Colgado • Apoyado • Dos lados, cuatro lados, etc.

Datos para dimensionar una fachada

Modulación

Datos para dimensionar una fachada

Cargas

Presión sobre los elementos de fachada

Presión y succión

Zonas de presión - Zonificación

Datos para dimensionar una fachada

Datos para dimensionar una fachada

Movimientos

Juntas

Datos para dimensionar una fachada

Torsión en la estructura = Deformación de la fachada

Deformaciones

Datos para dimensionar una fachada

Cargas

Peso Nieve

Datos para dimensionar una fachada

Cargas

dirección

Acción sísmica

aceleración

Empujes verticales Empujes horizontales

Datos para dimensionar una fachada

Movimientos

Movimientos laterales X e Y (Deriva)

Datos para dimensionar una fachada

Deformaciones

Sistema stick

Datos para dimensionar una fachada

Sistema frame

Deformaciones

Datos para dimensionar una fachada

Cargas

Sobrecargas

Datos para dimensionar una fachada

Reducción de altura de pisos por sobrecargas

Deformaciones

Datos para dimensionar una fachada

Cargas

Datos para dimensionar una fachada

Stress térmico

Zona caliente

Zona fría

Datos para dimensionar una fachada

Dilatación y contracción

Datos para dimensionar una fachada

Cargas

Impacto

Datos para dimensionar una fachada

Roturas

Impacto

Datos para dimensionar una fachada

Propiedades de los Materiales - ALUMINIO

•Aleaciones •Temples

Datos para dimensionar una fachada

Extrusiones de aluminio – Características y aplicaciones

Datos para dimensionar una fachada

Propiedades de los Materiales - VIDRIOS •Crudos •Templados •Termoendurecidos

•Simples •Laminados •Doble vidriado hermético

•Seguridad antibala •Antibandalismo

Datos para dimensionar una fachada

Deformaciones

Deformación progresiva del concreto en el tiempo (Creep)

Propiedades de la estructura

¿Qué elementos calculamos?

Todos los que deben resistir y transportar cargas. Por ej: • Vidrios • Sellador de silicona estructural • Mullions (montantes) • Travesaños • Juntas • Anclajes • Contravidrios • Insertos • Herrajes • Escuadras

¿Qué analizamos en cada elemento?

• Tensiones de trabajo

• Deformaciones

Resistir las cargas

• Sin colapsar (=romperse) Ultimate state

• Sin alterar su funcionamiento (Serviceability)

Factor de seguridad

• Deberá será mayor que 1 • Su magnitud dependerá de:

– la predictibilidad de las cargas – de las propiedades de los materiales

• Se utiliza desde 1.5 para estructuras de acero hasta 5.5 para paredes de albañilería.

FS = Carga que causa falla Carga real sobre la estructura

Normas Reglamentos Leyes

• Código de edificación • CIRSOC • IRAM • Ley de vidrios de seguridad • CTE • UNE • Eurocódigos • AAMA • ASTM • ANSI • ASCE 7

Dimensionamiento de vidrios

Datos • Tipo de vidrio

– (simple / laminado / DVH) – (crudo / termoendurecido / templado)

• Ancho • Alto • Inclinación • Lados apoyados (1/ 2/ 3/ 4) • Presión de viento

Espesor

ancho

altura

ɞ

Dimensionamiento de silicona estructural Bite (ancho de pegado del vidrio)

ancho ancho

ancho ancho

Dimensionamiento de silicona estructural

Datos • Resistencia de diseño del sellador:14000Kg/m² • Longitud del > lado menor: m • Presión de viento: Kg/m²

Bite (ancho de pegado del vidrio)

Cargas de viento

> Lado menor

90º

ancho

altura

Dimensionamiento de silicona estructural

Datos • Resistencia del sellador: 700Kg/m² • Lado mayor: m • Lado menor: m • Perímetro del panel: m • Peso de vidrio Kg/m²

Bite (ancho de pegado del vidrio)

Peso Propio Se recomienda el uso de calzos de apoyo.

90º

Datos • Ancho módulo: mm • Alto del módulo: mm • Luz entre apoyos: m

Dimensionamiento de mullions

Determinar la inercia necesaria del perfil

ancho

altura

Luz entre apoyos

Dimensionamiento de mullions Determinar la inercia necesaria del perfil

Entre losas (fachada panel / cinta)

Delante de losas (muro cortina)

• Área de influencia m2

• Presión de viento: Kg/m² - Kpa • Material: (alumino / acero / galvanizado/ inoxidable) • Flecha máxima admisible: luz/175<15mm luz/200<15mm • Inclinación de la fachada: º (grados) En fachadas inclinadas deberá añadirse la componente del peso del

vidrio o panel)

Dimensionamiento de mullions

Determinar la inercia necesaria del perfil

Dimensionamiento de mullions

Verificar la resistencia de la sección adoptada

Se comprueba que la tensión total sea menor que la tensión admisible del material utilizado (aluminio, acero, acero inoxidable)

Datos • Ancho módulo: mm • Alto del módulo: mm • Luz entre apoyos: m

Dimensionamiento de travesaños

Determinar la inercia necesaria del perfil

ancho

altura

Luz entre apoyos

Dimensionamiento de travesaños Determinar la inercia necesaria del perfil

Entre losas (fachada panel / cinta)

Delante de losas (muro cortina)

• Área de influencia m2

• Presión de viento: Kg/m² - Kpa • Material: (alumino / acero / galvanizado/ inoxidable) • Flecha máx. admisible (viento): luz/175<15mm (viento): luz/200<15mm • Inclinación de la fachada: º En fachadas inclinadas (sumar el peso que aporta la componente

inclinada de los perfiles mullions y travesaños)

Dimensionamiento de travesaños

Determinar la inercia necesaria del perfil

• Peso del vidrio Kg • Peso propio del travesaño Kg • Flecha máxima admisible (P. propio): luz/300 < 3mm

Dimensionamiento de travesaños

Determinar la inercia necesaria del perfil

l

l/10 l/10

Dimensionamiento de travesaños

Verificar la resistencia de la sección adoptada

Se comprueba que la tensión total sea menor que la tensión admisible del material utilizado (aluminio, acero, acero inoxidable)

Dimensionamiento de Anclajes

Determinar material, dimensiones, espesores, geometría

Datos • Presión de viento: Kg/m2 • Peso módulo (perfiles + vidrio + accesorios) Kg • Superficie módulos: m² • Fuerza inercial actuante durante un evento sísmico: Kg

ancho

altura

m2

Fi

Dimensionamiento de Piezas y materiales complejos ó condiciones singulares

Cálculo por elementos finitos

Cuando dimensionamos los elementos de una fachada, está en juego la seguridad

de las personas.

Muchas Gracias!!!

Arq. Karina Tarrisse Arquitecta – Consultor en fachadas

Tel: +5411 4790 0756 kat@estudiomarshall.com