Cscarones

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CASCARONES
Un cascarón es una estructura de superficie delgada y curva que transfiere las cargas a los apoyos sólo por tensión, compresión y cortante. Los cascarones se distinguen de las bóvedas tradicionales por su capacidad para resistir esfuerzos de tensión. De modo que aunque las formas curvas de los cascarones se pueden parecer a las formas tradicionales de las bóvedas, su comportamientoestructural y las trayectorias de sus cargas con frecuencia son significativamente diferentes debido a esta capacidad para resistir esfuerzos de tensión. Algunos ejemplos de cascarones naturales son los huevos, los caparazones de las tortugas, las conchas marinas, las cascaras de las nueces y los cráneos. La mayoría de los cascarones arquitectónicos se construyen de concreto reforzados, aunquetambién se puede usar madera contra-chapada, metal y plásticos reforzados con vidrio (GRP por sus siglas en inglés). Estos materiales alternativos se usan comúnmente como cascarones en la construcción de botes y automóviles. Los cascarones son muy eficientes en las estructuras (como en los techos) donde las cargas se distribuyen de manera uniforme y las formas curvas son adecuadas. Como los cascaronespor definición son muy delgados, son incapaces de resistir la flexión local inducida por cargas concentradas significativas.
TIPOS DE CASCARONES
Los cascarones por lo general se clasifican de acuerdo con su forma. Los de forma sin clástica (Domos) son doblemente curvados y tienen una curvatura similar en cada dirección. Los de formas desarrollables (conos y cilindros o de cañón) son de una solacurva; son rectos en una dirección y curvados en la otra, y se pueden formar doblando una placa plana. Los de formas anti clásticas (con forma de silla de montar que incluyen conoides, paraboloides hiperbólicos e hiperboloides) son doblemente curvados y tienen una curvatura opuesta en cada dirección (figura 15.1). Existen también cascarones de forma libre que no se derivan matemáticamente.CASCARONES SINCLÁSTICOS
Un domo es una importante obra de arte. La perfecta mezcla de escultura y arquitectura en un desplazamiento espacial. Un domo es lo más natural de todas las formas, una bóveda creada por el hombre a imagen de la bóveda del cielo. (Miguel Ángel)
Los domos son superficies de revolución creadas girando una línea curva respecto a un eje. El domo más común es esférico; susuperficie se genera girando un arco de un círculo alrededor de un eje vertical (figura 15.2). Las secciones verticales respecto de un cascarón rotatorio son líneas de arco longitudinales (también conocidas como meridianos), y sus secciones horizontales (todas circulares) son aros o paralelos; el paralelo más grande es el ecuador.

COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Los esfuerzos en un cascarón en forma dedomo se pueden entender como actuando en dos direcciones: a lo largo de líneas de arco ya lo largo de líneas de aro.
Bajo carga uniforme un domo se encuentra en compresión a lo largo de las líneas de arco en todas las direcciones. En un domo hemisférico, debido a que estas líneas de arco son semicirculares, hay una tendencia a permanecer estableen la parte superior, pero a pandearse hacia arriba enla parte más baja (igual que los arcos y las bóvedas) (figura 15.3).En un cascarón en forma de domo (el cual puede resistir tensión), esta tendencia al pandeo hacia arriba se resiste por tensión a lo largo de las líneas de aro en un ángulo menor de cerca de 45°arriba de la horizontal. A esto se debe que los domos esféricos de poca altura se encuentren sólo en compresión, mientras que los domosesféricos más altos tienen compresión en los aros arriba de 45°; y tensión abajo. (Este ángulo de transición varía dependiendo de la carga; es de 38° arriba de la horizontal sólo para el peso propio del cascarón) (Figura 15.4).

Este comportamiento difiere de los domos de bóveda tradicionales que no podían resistir tensión y necesitaban la adición de peso (sobrecarga) para prevenir el pandeo...
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