Estructuras laminares

27/01/2010

Las estructuras laminares, también llamadas cáscaras, logran su equilibrio mediante esfuerzos normales de tracción, compresión y esfuerzos tangenciales, poseen cáscaras o láminas curvas que se apoyan en el equilibrio de las cargas externas, son muy resistentes, tienen mucha superficie y poco espesor.

Esta característica de ser delgadas permite que no se desarrollen grandes tensiones de flexión, corte o tensión; las cáscaras trasladan las cargas que actúan sobre ellas para que no hayan cargas puntuales.

Pueden ser cilíndricas, de revolución, doble curvatura, casquetes, cilíndricos o plegados. Los materiales más usados son el hormigón armado, el aluminio, madera laminada, plásticos reforzados con fibra de vidrio.

Estas estructuras se presentan como cuerpos donde dos de sus dimensiones llegan a predominar sobre su espesor. Estas llegan a actuar en especial por su forma y su continuidad estructural.

Tipos de estructuras laminares


Estructuras laminares de pequeño espesor

Son aquellas estructuras que usualmente son conocidas bajo el nombre de láminas o membranas. Aquí la membrana o lámina carece de rigidez, flexión y torsión; sólo se llega a realizar esfuerzo en las membranas como son los esfuerzos normales, y en algunos casos puede haber  esfuerzos tangenciales.

Cáscaras de mayor espesor

Se refiere a las cáscaras denominadas como placas. Estas presentan un espesor mayor que las estructuras de pequeño espesor. Aquí se llegan a realizar esfuerzos tangenciales, normales, de flexión y en ocasiones se pueden presentar momentos torsores.

Características de las estructuras laminares

  • Deben estar distribuidas de manera uniforme, sin llegar a mostrar ninguna variación brusca en la superficie.
  • No debe poseer cargas puntuales.
  • Pueden ser de revolución, cilíndricas, plegados, de casquetes o de doble curvatura.
  • Poseen una gran superficie y muy poco espesor, lo cual impide que se creen tensiones de flexión muy grandes, de tensión o de corte.
  • Se llega a apoyar en cada uno de sus bordes, por tanto a de tener excelente continuidad de apoyos.
  • Sus bordes no deben de impedir o restringir las deformaciones de la lámina.
  • Tienen láminas curvas o cáscaras que se llegan a apoyar en el equilibrio de las cargas externas. Estas llegan a ser bien resistentes.
  • Ha de presentar buena continuidad de curvatura y superficie, por tanto a de existir una buena continuidad en la variación de los radios de curvatura.
  • Las cargas son trasladadas por las cáscaras para evitar las cargas puntuales.
  • Consiguen el equilibrio por medio de esfuerzos normales de  compresión, tracción, y esfuerzos tangenciales.
  • Como material en su elaboración se emplea la madera laminada, el hormigón armado, los plásticos reforzados con fibra de vidrio, el aluminio y el duraluminio.

Qué debe tener una estructura para garantizar su buen funcionamiento.

  • Estabilidad: la estructura nunca de debe volcar fácilmente.
  • Resistencia: tiene que soportar toda carga a la cual se somete sin llegar a romperse.
  • No debe contener cargas puntuales, por tanto se ha de distribuir uniformemente en la superficie.
  • Rigidez: su forma no tiene alteración y si lo hace es muy leve.
  • Ha de tener una excelente continuidad de apoyos, para ello se ha de apoyar en todos los bordes.
  • Ligereza: debe ser bien ligera para ahorrar mayor material y tener menos cargas fijas.

Ejemplos de formas de una estructura laminar

  • Simple curvada: como son las estructuras cilíndricas y las cónicas. En las cilíndricas hay esfuerzos tangenciales y normales.
  • Doble curvatura total positiva: dentro de esta se destaca los casquetes esféricos y las cáscaras elípticas.
  • Plegados: donde la estructura toma mayor rigidez a través de sus plegaduras.
  • Doble curvatura total negativa: como es la hipérbole de revolución y el paraboloide hiperbólico. Este último puede ser por rectas o por curvas.