ESTRUCTURAS NEUMATICAS

ESTRUCTURAS NEUMATICAS

DEFINICION

Estructura, formada por una membrana enorme de material impermeable, soportada por aire a presión ligeramente superior a la presión atmosférica normal; anclada de tal manera que impide las fugas aunque se hace necesario disponer de esclusas de aire para mantener la presión interior. También llamada estructura soportada por aire.

Estructura neumática coartada por cables: Estructura soportada por presión de aire en la que se emplea un conjunto de cables que impide que la membrana desarrolle su perfil de inflado natural.

Estructura inflada con aire: Estructura neumática soportada por aire a presión que se ha insuflado a los elementos estructurales que soportan las cargas; para contrarrestar su tendencia natural a combarse por el centro se disponen unos anillos de compresión o tirantes.

Estructura soportada por aire: Estructura, formada por una membrana enorme de material impermeable, soportada por aire a presión ligeramente superior a la presión atmosférica normal; anclada de tal manera que impide las fugas aunque se hace necesario disponer de esclusas de aire para mantener la presión interior. También llamada estructura neumática.

INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES

INTRODUCCIÓN

El uso para el que se proyecta una estructura suele condicionar la elección del material a utilizar. En grandes construcciones de ingeniería civil los materiales utilizados son básicamente dos, el hormigón armado o pretensado y el acero. Sin embargo, estos materiales no son adecuados para otros tipos de estructura, cuyo uso demanda la utilización de materiales de características muy diferentes. Por ejemplo, la tecnología espacial y la aeronáutica son sectores donde se requieren estructuras cuyo requisito fundamental sea la ligereza.

Bajo esta perspectiva, la búsqueda de estructuras ligeras, se plantea la posibilidad del diseño de estructuras hinchables. Evidentemente se debe pensar en estructuras sometidas a solicitaciones pequeñas, condición que limita la aplicación de este tipo de estructura a casos muy concretos.

Cuando pensamos en estructuras hinchables, podemos diferenciar entre estructuras cuya presión interior es muy pequeña (incluso necesitan un flujo continuo de aire para mantener la estructura en condiciones de uso adecuadas) y estructuras hinchadas a una presión mucho más elevada, pudiendo utilizar técnicas de rigidización del tejido exterior.

Dentro de las estructuras cuya presión interior es muy pequeña, denominadas productos hinchables de baja presión, podemos destacar los colchones hinchables, las atracciones hinchables destinadas al disfrute de los niños, las cubiertas hinchables, etc.

Estos elementos se basan en la combinación de un material flexible y una presión interior del orden de 7 kN/m2. Dichos productos sólo son capaces de soportar fuerzas relativamente pequeñas, pudiendo apenas guardar su forma.

Hay también estructuras hinchables que utilizan el aire como elemento de estabilización de la propia estructura. El aire a presión permite mantener su geometría y forma para un funcionamiento adecuado. Estos elementos tienen presiones interiores muy superiores a las estructuras y productos mencionados anteriormente.

La gran ventaja de las estructuras hinchables rigidizadas con aire a presión es la ligereza, posible gracias a que la estructura se puede diseñar únicamente con un tejido flexible y ligero que ha de ser resistente y estanco el aire. El transporte de la estructura es sencillo ya que la estructura es muy liviana y ocupa poco volumen ya que se puede transportar deshinchada. Así, podemos fabricar la estructura en taller, transportarla totalmente deshinchada e hincharla y colocarla en su posición final a pie de obra. Por otro lado, el gran inconveniente es el desconocimiento del comportamiento estructural y de las posibilidades reales de su utilización. Comportamiento mecánico del prototipo de una barra para estructuras neumáticas.

ANTECEDENTES Y APLICACIONES DE ESTRUCTURAS HINCHABLES

A continuación se exponen diferentes tipologías de estructuras hinchables diferenciando básicamente entre:

Estructuras flexibles como invernaderos, cubiertas, unidades móviles hospitalarias y cimbras flexibles.

Estructuras semirrígidas como estructuras modulares multiacodadas utilizadas en tiendas de campaña, pequeñas cubiertas de piscina e incluso en prototipos de zepelín.

Estructuras hinchables rigidizadas con aplicaciones especiales para el espacio.

CUBIERTAS

Las cubiertas son estructuras hinchables que se mantienen gracias a la presión de las células o de los tubos que constituyen la totalidad o una parte de las paredes.

Este tipo de estructura permite un montaje y desmontaje relativamente rápido y sencillo.

Este hecho hace que sean muy eficaces para usos como las piscinas. De está manera, se puede tener una piscina descubierta en verano y cuando llega el invierno se monta la cubierta y se climatiza la piscina.

Uno de los inconvenientes de esta cubierta puede ser la acumulación de hielo en las regiones muy frías. Los bloques de hielo pueden acumularse en las partes superiores de la cubierta y provocar un hundimiento de la estructura. En este tipo de clima, las estructuras hinchables deben incorporar dos membranas separadas por un espacio suficiente para que circule el aire caliente destinado a combatir la acumulación de hielo.

Las carpas y cubiertas hinchables deben soportar poca carga exterior y principalmente deben fabricarse con materiales capaces de soportar la presión interna, el viento y la nieve.

En la figura 1 se muestra la cubierta hinchable de la Piscina Olímpica de Sevilla.

PABELLON DE LA FUJI EXPO OSAKA

Esquema

Creado bajo los lemas de la "experiencia total" y "neumática dentro de neumático", los diseñadores llegaron a crear un nuevo espacio exótico dentro de una estructura de membrana que puede ser muy diferente. Este tipo de estructura convirtió el estilo común a una nueva, extraordinaria, aire inflado tipo, compuesta de pequeñas estructuras infladas dentro y fuera de la estructura principal.

Mientras que los visitantes sáb girando sobre sí mismos a su vez grandes mesas, disfrutaron viendo una película llamada "Mandala". Esto era todavía illmination del arte que fue proyectado para cubrir toda la superficie interior del pabellón. Fue acompañado por la música. La estructura, las máquinas y el equipo proporcionado al unísono la "experiencia total" para que los diseñadores ha aspirado a idear. Selección y Desarrollo de la Estructura y Materiales Hay dos tipos de estructuras de membrana: se trata de un tipo de estructura hinchable y el otro es una estructura hinchable. El ejemplo típico del primer tipo era Tokyo Dome. Para el segundo tipo, los diseñadores de un pabellón de exposiciones preferido desarrollar el ambiente al aire libre y decidió construir el "Air-inflada estructura de tubo". Esta arquitectura es aún más grande de su tipo en el mundo. La forma estaba formado por 16 tubos en forma de arco (cada una mide 4 m de diámetro y 72 m de longitud). Estaban dispuestas a lo largo de la circunferencia de un círculo que tiene un diámetro exterior de 50 m. Los tubos de aire, de pie en una fila, estaban unidos con bandas horizontales de 50 cm de ancho. Incluso resistente sostuvo una forma orgánica, todavía se podría hacer en una de tres formas geométricas dimensional. Una estructura de membrana hinchable está compuesta de estructuras de tensión puras, haciendo uso de la balanza de la fuerza comprimida de aire y la fuerza de tracción de la membrana de material. Se mantiene sus normas de seguridad por los cambios humanos o inducido mecánicamente dentro de su resistencia estructural para soportar y contrarrestar las fuerzas variables externas. Se trata de una estructura que tiene que ser dirigido y operado continuamente, a veces en fuerte contraste en oposición al estado del edificio existente que se basa en la dinámica estáticas. En el momento de este pabellón fue construido, las propiedades de las estructuras de membrana interna de aire apoyadas fueron bastante conocido, pero muy poco se ha documentado sobre una estructura hinchable tipos. No existía ningún precedente ni acumulación de la tecnología.

Toda dicha investigación y desarrollo se realizó rápidamente. Cuando prevención de incendios se realizaron pruebas con éxito en dos tubos de tamaño completo, aprensión se disipó y la construcción forjada fuertemente por delante. Los miedos preliminares y la tensión que entonces tenían todavía son memorias vivas hoy - veinte años más tarde. Un gran número de materiales de membrana experimentales, que concedería la libertad de regimentaciones últimos, se ensayaron para su uso para la estructura final. Los resultados de los estudios fueron considerados, y se prestó especial atención a la capacidad de gestión en el manejo. Un lienzo de tubo que se ha desarrollado. Estaba hecha de tela Vinylon (resistencia a la rotura monoaxial 200 kg / cm) y fue doble capa, pegadas con adhesivo de neopreno. Su superficie era hypalon-tratado, y su revestimiento era un revestimiento de cloruro de polivinilo película (lona), que se utiliza para la estanqueidad del aire. El producto final del material de membrana era de 4 mm de espesor y 5 kg / m² de peso.

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