Características del los Cascarones





Universidad Autónoma de Sinaloa
Facultad de Arquitectura







Cascarones
Índice
1. Introducción
2. Antecedentes
3. Marco Conceptual
4. Clasificación
4.1. Sin Clásticos
4.2. Desarrollable
4.3. Anti Clásticos
4.3.1. Conoides
4.3.2. Paraboloides Hiperbólicos
4.3.3. Hiperboloides
4.4. Forma Libre
4.5. Cascarones de Cañón Corto
4.6. Cascarones deCañón Largo
5. Curvatura Gaussiana de la Superficie
5.1. Cascarones de Curvatura Simple
5.2. Cascarones de Doble Curvatura Positiva
5.3. Cascarones de Doble Curvatura Negativa
6. Aplicaciones
8.1. Obras Civiles
8.2. Industria
7. Reglamento ACI 318-05
7.1. Cascarones y Losas Plegadas
7.1.1. Análisis y Diseño
7.1.2. Refuerzo de Cáscara
7.1.3. Construcción
8.Conclusiones
9. Bibliografía

l. Introducción
El desarrollo de los cascarones se produce con la aparición del hormigón armado y el desarrollo de métodos de análisis: en 1874 Aron publica la primera teoría al respecto, y como consecuencia de ello, comienzan a aparecer ejemplos de cascarones a partir de esta época. A pesar de esto, es en la década de los años 20 cuando se produce un verdadero aumento delnúmero de estructuras tipo cascarón construidas.
Un cascaron es una estructura de superficie delgada y curva que transfiere las cargas a los apoyos solo por tensión, comprensión y cortante. Los cascarones se distinguen de las bóvedas tradicionales por su capacidad para resistir esfuerzos de tensión.
Los cascarones arquitectónicos se construyen de concreto reforzado. Los cascarones son muyeficientes en las estructuras (como en los techos) donde las cargas se distribuyen de manera uniforme y las formas curvas son adecuadas.
El éxito inicial de la utilización de los cascarones constructivos se debió a la necesidad de cubrir grandes áreas con métodos eficientes y baratos, sin tener que construir grandes estructuras de andamiaje. La eficiencia de estas estructuras se puede comprobar con larelación espesor radio de las cúpulas construidas en la historia:

En la tabla anterior, se puede comprobar que los espesores están limitados por consideraciones constructivas, colocación de armaduras, etc.
2. Antecedentes
Los cascarones y placas han sido empleados desde mucho tiempo atrás, los cuales se pueden ver en diversas estructuras comunes y simples, sin embargo su estudio se empezó adesarrollar de una manera más amplia a partir del siglo XVIII. La primera aproximación matemática a la teoría de placas fue formulada por Euler en 1766, quien resolvió el problema de la vibración libre en el análisis de placas rectangulares y circulares.
A partir de estos estudios, muchos matemáticos e investigadores se sumaron al análisis de cáscaras y placas, entre ellos Lagrange, que fue elprimero en usar correctamente las ecuaciones diferenciales en el análisis de placas en 1813. El ingeniero y diseñador de puentes Navier, introdujo la moderna teoría de elasticidad, dentro de la cual resolvió muchos problemas que involucraban placas, derivando correctamente la ecuación diferencial de estas y convirtiéndolas en ecuaciones algebraicas, usando las series trigonométricas que fueronpresentadas por Fourier en la misma década. Kirchhoff (1824-1887), es considerado el fundador de la teoría de placas que involucra la combinación del pandeo con el acortamiento de los elementos. Con el auge de la industria de la aviación, las teorías de placas fueron retomadas para darle solución a problemas como vibración, espesor, torsión y otras fuerzas involucradas en aviones de guerra ycomerciales.
A pesar de estos esfuerzos, los problemas de placas involucran un sinfín de ecuaciones, por lo que alrededor de 1950, surgieron métodos numéricos, como el método de los elementos 3 finitos que anticipaba el uso de computadoras para su desarrollo. Zienkiewicz hizo numerosos aportes en este campo por lo que desarrolló en gran medida los elementos finitos en usos de mecánica de materiales....