5.12.12

ACRISTALAMIENTO ESTRUCTURAL

Introducción
El Acristalamiento Estructural con silicona es un método que utiliza un adhesivo de silicona para fijar paneles de vidrio, metal u otros materiales a la estructura de un edificio. La carga del viento y otras cargas sobre la fachada se transfieren del vidrio o panel a través de la silicona estructural a la estructura del edificio. La silicona estructural debe mantener su integridad adhesiva y cohesiva mientras la fachada está sujeta a la carga del viento y tensiones térmicas.
El Acristalamiento Estructural supone una aplicación de altas prestaciones y no todos los sellantes de silicona son adecuados para tal aplicación. Sólo deben utilizarse siliconas estructurales desarrolladas y probadas específicamente para las aplicaciones en Acristalamiento Estructural. Las Siliconas Estructurales Dow Corning® recomendadas para esta aplicación se identifican en la sección siguiente de este manual. Todas las Siliconas Estructurales Dow Corning han obtenido la Documento de Idoneidad Técnica Europea (DITE, en inglés European Technical Approval) a través de pruebas independientes de acuerdo con la actual normativa Europea de Acristalamiento Estructural: European Technical Approval Guideline (ETAG 002). Las Siliconas EStructurales también cuentan con la marca CE que indica la conformidad con la legislación europea sobre sanidad, seguridad y protección medioambiental.
Este manual está concebido como guía sobre el diseño y uso adecuados de las Siliconas Estructurales Dow Corning en aplicaciones de Acristalamiento Estructural. Las recomendaciones hechas en este manual se basan en la experiencia de Dow Corning en proyectos de Acristalamiento Estructural durante más de 30 años. Ya que los proyectos de Acristalamiento Estructural difieren en diseño del edificio, el entorno y los requisitos del cliente, este manual no puede aplicarse a todas las situaciones posibles. Los Ingenieros de Servicio Técnico de Dow Corning están disponibles para ayudarle con las necesidades de su proyecto específico.
Dimensionamiento de juntas de Acristalamiento Estructural
Las juntas de Acristalamiento Estructural deben diseñarse adecuadamente para que el sellante funcione como debe. Si la junta no tiene el diseño adecuado, las tensiones sobre el sellante pueden ser excesivas pudiendo causar fallos de funcionamiento.
Por lo tanto, todo dimensionamiento de juntas de Acristalamiento Estructural debe ser aprobado por Dow Corning.
Directrices para el dimensionamiento de juntas de Acristalamiento Estructural
Seguidamente se indican las directrices a seguir en todo proyecto de Acristalamiento Estructural.
• La profundidad mínima de la junta estructural será la determinada en Cálculo de la Profundidad Estructural para Carga de viento y dimensión de vidrio.
• El espesor mínimo de la junta estructural será el determinado en Cálculo de espesor de cordón para la dilatación térmica.
• La profundidad estructural mínima será la determinada en Cálculo de la profundidad estructural para peso propio.
• La profundidad estructural debe ser de un mínimo de 6 mm independientemente de otros cálculos.
• El espesor del cordón adhesivo debe ser de un mínimo de 6 mm, independientemente de otros cálculos.
• La profundidad estructural debe ser igual o mayor al espesor del cordón adhesivo.
• La relación profundidad-espesor debe estar entre 1:1 y 3:1.
• La junta de Acristalamiento Estructural debe poder rellenarse mediante procedimientos estándares de aplicación de sellantes.
• El diseño de la junta de Acristalamiento Estructural debe permitir la exposición del sellante al aire para que pueda curarse y alcanzar plenas propiedades físicas.
• Las normas arriba indicadas son los requisitos mínimos y excluyen todo margen de tolerancia en la aplicación.
Terminología de Acristalamiento Estructural
Profundidad estructural
La profundidad estructural es el ancho mínimo o superficie de contacto de la Silicona Estructural con el panel de vidrio u otro material y con el marco.
Para determinar la dimensión de la profundidad estructural se debe considerar la carga de viento sobre la geografía del proyecto, las dimensiones del panel de vidrio, las cargas de impacto, peso propio y tensiones de dilatación térmica.
Espesor
El espesor es la distancia desde el panel al marco. Un espesor adecuado facilita la aplicación del sellante y permite reducir la tensión del sellante causada por el desplazamiento térmico diferencial entre el panel de vidrio y el marco. El espesor en una junta de silicona estructural se denomina con frecuencia espesor del cordón adhesivo (glueline thickness).


Carga de viento y dimensión del vidrio
La profundidad estructural exigida es directamente proporcional a la carga de viento sobre el edificio y la dimensión del vidrio. Cuanto más alta sea la carga de viento y mayores las dimensiones del vidrio, mayor será la cantidad de profundidad estructural requerida.
Las variables de control que afectan el requisito de profundidad estructural son la dimensión del lado menor del vidrio y carga de viento máxima para los que está diseñado el sistema de Acristalamiento Estructural.
Cálculo de la profundidad estructural para la carga de viento y dimensión del vidrio
Profundidad estructural mínima (m) = dimensión lado menor vidrio (m) x carga viento (Pa) x 0.5/140,000 Pa
• La dimensión de lado menor del vidrio es la menor de las dos dimensiones del panel rectangular de vidrio. Por ejemplo, en un panel de vidrio de 1,5 m por 2,5 m, esta es 1,5 m.
• La carga de viento es la presión del viento máxima en Pascales para un periodo de retorno de 10 años, basado en EUROCODES y las normativas locales. El responsable del diseño proporcionará este valor a Dow Corning. 1 Pa = 1 N/m2
• 140.000 Pa (0,14 MPa) es la máxima Tensión de trabajo admisible tanto para Dow Corning® 993 como para Dow Corning® 895.
• La Tensión de trabajo admisible máxima se basa en el valor Ru,5 con un factor de seguridad de 6.
El valor Ru,5 es la probabilidad del 75% de que el 95% de la población tendrá una resistencia a la rotura por encima de dicho valor.
Dilatación térmica
El desplazamiento térmico diferencial entre el vidrio y el marco impondrá en la junta de sellado estructural un esfuerzo cortante a considerar en el diseño de la junta de Acristalamiento Estructural. La cantidad de desplazamiento diferencial dependerá del vidrio y del metal (aluminio o acero inoxidable), el cambio máximo de temperatura, y el diseño del sistema de Acristalamiento Estructural. Habrá un mayor desplazamiento si el marco de aluminio está expuesto al exterior.
Cálculo del espesor del cordón adhesivo para la dilatación térmica
Espesor de cordón adhesivo mínimo (m) = Dilatación térmica (m) x E Young (Pa)/ 3 x tensión máxima admisible en corte
• La dilatación térmica es la amplitud del movimiento térmico diferencial entre el vidrio y el marco.
• E Young es el módulo Young determinado por Dow Corning. Dow Corning 993 tiene un módulo Young de 1,4 MPa y Dow Corning 895 tiene un módulo Young de 0,9 MPa.
• La tensión máxima admisible en el corte depende del valor Ru,5 determinado en el esfuerzo cortante. En Dow Corning 993 este valor es de 105.000 Pa. Y en Dow Corning 895 el valor es de 140.000Pa.
Peso propio
En diseños de Acristalamiento Estructural sin soporte, el propio del panel recae sobre la junta de Silicona Estructural. Esto sucede normalmente se usa el Acristalamiento Estructural en vidrio monolítico.
Los Sellantes de Silicona para Acristalamiento Estructural Dow Corning aguantan el peso del vidrio siempre que las tensiones no excedan la Tensión de trabajo admisible para peso propio. Siempre que los componentes del marco horizontal sean tan rígidos como los verticales, Dow Corning tendrá en cuenta en el cálculo del peso propio tanto de los lados verticales del marco como de los horizontales o largos. Si los componentes del marco horizontal no son capaces de aguantar el vidrio bajo la carga del viento, sólo se considerarán los componentes del marco vertical en el cálculo.
Cálculo de la profundidad estructural para peso propio
Prof. Mín. (m) = 2.500 kg/m3
x 9,81 m/s2
x Espesor vidrio (m) x Dim. vidrio (m2)/[2 x Alto (m) + 2 x Ancho (m)] x Tensión de trabajo admisible en cizalladura
• 2.500 kg/ m3 es la masa específica del vidrio flotado correspondiente aproximadamente a 25.000 N/m3 de peso específico.
• 9,81 m/s2 es la aceleración de la gravedad
• La Tensión de trabajo admisible en cizalladura de Dow Corning® 993 es 11.000 Pa. La Tensión de trabajo admisible en cizalladura de Dow Corning® 895 es 7.000 Pa.
• Si los componentes horizontales del marco no sujetaran el vidrio bajo peso propio, considere sólo 2 x Alto (m) en el denominador de la operación.