Modelo de predicción de falla de cortinas de vidrio

Abstract

For hundreds of years the glass has been manufactured in different ways and forms, a long history the mechanisms for their creation have evolved. In particular the glass implemented for the building industry has reached a better state of perfection through the floating glass process. In spite of the advances given by the glass technology, it is still a brittle material whose collapse resistance is random, there are several important factors that must be taken into account for glass structural elements. Based on this, we can say that is necessary to assume a probabilistic methodology for predicting the strength of structural glass elements among safety boundaries, this boundaries have to be associated to a predetermined probability values associated to limit states previously defined. In North America and Europe there are design codes and methodologies proposed to estimate the load that can be resisted by a glass element where is recognized the random character for the glass failure load. The fracture strength for a glass structural element is conditioned to the presence of micro cracks on the glass surface, and also to the presence of its critical size state, cracks' number and size are unknown, that corresponds to the rupture point. The linear elastic fracture mechanics (LEFM) provides the theoretical basis to study the cracks behavior followed by glass elements. All these aspects were interconnected in a generalized Swedish's model that is known as a Lifetime Prediction Model (LPM), the methodology was developed during the last decade by Haldimann M. (2006). The LPM gives the bases for the development of the Failure Prediction Model for Curtains Glass (FPMCG), this methodology is presented through design graphs for glass panels simple supported on their four edges and subjected to a lateral uniform load.

Por cientos de años el vidrio ha existido, y a lo largo de su historia su proceso de fabricación ha ido evolucionando. En especial, el vidrio que se utiliza en la industria de la construcción ha alcanzado un mayor grado de perfección hasta nuestros días, con el proceso de vidrio flotado. A pesar de los avances con que contamos, el vidrio sigue siendo un material frágil cuya resistencia de falla es aleatoria, aspectos muy importantes a considerar en el diseño de elementos estructurales de vidrio. Por lo tanto, es necesario adoptar una metodología probabilista para predecir la resistencia de elementos de vidrio dentro de ciertos márgenes de seguridad, los cuales se asocian a probabilidades de alcanzar estados límite de daño previamente establecidos. Códigos de diseño y métodos para definir la carga que puede resistir el vidrio se documentan en Norte América y en Europa, los cuales reconocen el carácter aleatorio de la resistencia de falla del vidrio. La resistencia a la fractura de un elemento estructural de vidrio está condicionada a micro grietas en su superficie y al tamaño crítico de alguna de ellas, la cual representa el inicio del punto de ruptura. La mecánica de la fractura elástica lineal (MFEL) presenta los fundamentos teóricos para el comportamiento de las fisuras que se presentan en el vidrio. Todos estos aspectos se conjuntan en un modelo sueco generalizado y conocido con el nombre de Modelo de Predicción de Vida Útil (MPVÚ), modelo desarrollado recientemente por Haldimann M. (2006). El MPVÚ es la base fundamental para la derivación del Modelo de Predicción de Falla de Cortinas de Vidrio (MPFCV). El MPFCV se presenta a través de curvas de diseño para paneles de vidrio con cuatro bordes simplemente apoyados, sometidos a carga lateral uniforme.