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External view of the skylight of the mall in Frankfurt
I came across the replacement of one glass pane within a complex geometry skylight of a mall in Frankfurt (Germany). The three pictures included in this post show the particular situation, when two specialists suspended from a fixed point onto the glass slope were carrying out the operation with precision.
They were breaking the glass into small pieces and dropping them in a provisional gutter fixed in the glass below. I did not see any piece of glass falling out of the gutter during the time that I observed the process. Furthermore, noone in the mall appeared to notice such a sensitive operation.
In view of the explained above, they deserved to be named as specialists.
View from the inside the mall during the glass replacement
The specialists are breaking the glass into small pieces and collected into the provisional gutter
Vista exterior del lucernario y la estructura de sujeción
El primer proyecto de fachadas que tuve la oportunidad de trabajar, en enero de 2001, presentaba incentivos muy importantes. Primero, un proyecto singular internacional, que trataba de un lucernario abotonado con una estructura de cables en Oporto. Segundo, un arquitecto de prestigio: Soto de Moura. Tercero: lo hacía supervisado por un ingeniero experto y reconocido en fachadas.
El edificio da Antiga Cadeia e Tribunal da Relaçao do Porto presenta un lucernario de 80 metros cuadrados suspendido de vigas inspiradas en el concepto de estructuras de cables con vidrio templado laminado. Se considera un paramento inclinado, porqué presenta una inclinación superior a 15 grados.
La estructura de acero, anclada en sus extremos a piedra granítica, presenta los cordones superior y inferior en forma parabólica con redondos macizos pretensazos. El inferior absorbe las cargas gravitatorias y el superior contrarresta la succión a la que está sometido el paramento inclinado. Ambos cordones están unidos por un tubo redondo esbelto de 8 metros de luz.
El diseño de la viga de cables debe seguir una forma parabólica, y = k · x ^ 2, para obtener unas óptimas prestaciones. Es sabido que un cable de masa despreciable, tendido entre dos puntos y sometido a una carga uniforme aplicada sobre su proyección horizontal adopta una forma de parábola. Las vigas de cables tienen un comportamiento no lineal. Un análisis lineal llevaría a sobreestimar esfuerzos y dimensiones.
Con la presencia de las vigas de cables reduce la inercia del tubo redondo central donde se fijan los cordones superior e inferior. Por tanto, se obtiene una óptima respuesta estructural con una reducción de materiales.
El cálculo del vidrio también se debe realiza mediante un análisis no lineal, ya que cuando la placa de vidrio entra en carga y se deforma, aumenta su rigidez, hecho por el cual se denomina estructura formo-resistente (para los que no conocéis estos conceptos, en mi Artículo1 de vidrio no lineal están explicados).
La pendiente óptima de la cubierta que se obtuvo en base a experiencias anteriores, concluía que debía ser 3,1416%. Para este proyecto permitía una correcta evacuación de aguas pluviales y minimiza la deformación del vidrio por peso propio.
Os adjunto tres imágenes del proyecto. La primera, una imagen del lucernario acabado. La segunda, una de las vigas de cables en taller, sometida a un ensayo de carga por peso propio, del cual se obtuvieron resultados muy aproximados entre el ensayo y el cálculo realizado. La tercera, un detalle de la unión de la estructura parabólica con la biela vertical.
Fue una experiencia enriquecedora y apasionante que inició mi interés por este oficio.
Imagen de una de las vigas de soporte durante su fabricación
Imagen de detalle de una de las conexiones de la viga de soporte del lucernario
