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2018-07-11

Influencia de la carga lineal en un panel de vidrio aislado

La proporción de vidrio utilizada al planificar un edificio está aumentando. Los edificios abiertos y llenos de luz representan el arte moderno de la arquitectura. Sin embargo, los ingenieros especializados tienen que afrontar nuevos retos durante la planificación. Un ejemplo de ello son las fachadas de vidrio a la altura del techo cargadas por un pasamanos. La influencia de esta carga, así como el cálculo de la deformación, se muestran en este artículo.

Modelo de cálculo

Un panel de vidrio aislado con una altura de 2 my un ancho de 1 m sirve como modelo de análisis. La aplicación de la carga de 0,5 kN asciende a 1,10 m. Se ha elegido vidrio aislante 5-16-5 como estructura del panel.

Análisis de deformaciones

Debido al sólido encerrado en el espacio entre los paneles, el cálculo de ambos paneles es bastante complejo. La carga de un panel inevitablemente también provoca la carga del segundo panel debido al sistema vinculado y, por lo tanto, una distribución de la carga en ambos paneles. El tamaño de la distribución de carga depende de la estructura de panel seleccionada o de la rigidez de los paneles individuales.

El software FEM (como RFEM o RF-GLASS) se usa generalmente para analizar vidrio aislado, lo que resuelve el problema estructural. Sin embargo, las fórmulas para la vista analítica también se muestran en [1].

Para este ejemplo, si se calculan las deformaciones manualmente se van a obtener los siguientes valores.

Cálculo del sólido bajo una carga unitaria


Cálculo de las cantidades auxiliares




La presión en el interespacio del panel de vidrio

Ahora es posible determinar la flecha en el medio del vano a partir de estos valores.

A partir de la carga distribuida


así como la carga interna

viene una deformación resultante del panel cargado de
6,0 mm - 2,2 mm =3,8 mm.

Este valor corresponde casi exactamente al cálculo numérico de RF-GLASS: uz = 3,5 mm. Se producen pequeñas diferencias porque las fórmulas de cálculo están linealizadas y el programa calcula según la Teoría de las grandes deformaciones y utiliza un enfoque de la capacidad de carga de la membrana.

El panel secundario con carga se deforma debido a la presión del gas predominante en el espacio intermedio del panel de vidrio. Dado que ambas hojas tienen la misma rigidez, este valor ya se ha calculado con uz = 2,2 mm.

Conclusión

La teoría de cálculo de [1] muestra que es posible comprobar incluso los sistemas enlazados manualmente. El cálculo manual se vuelve más complejo cuando se cambia el sistema, por ejemplo cuando se usan espesores diferentes del panel o incluso VSG en un lado del panel. El cálculo asistido por computadora, por ejemplo con RF-GLASS, ofrece al ingeniero de diseño un buen apoyo y facilitación.

Autor

El Sr. Lex es responsable del desarrollo de productos para estructuras de vidrio y del control de calidad del programa RFEM. También proporciona soporte técnico para nuestros clientes.

Enlaces
Referencias
  1. Feldmeier, F.: Klimabelastung und Lastverteilung bei Mehrscheiben-Isolierglas, Stahlbau 75, Seiten 467 - 478. Berlin: Ernst & Sohn, 2006
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