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7/17/2019 Tecnología Constructiva
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INTEGRANTES:• MENDOZA MÁRQUEZ TANIA• NOLASCO RIVAS GIAN CARLOS• OCHOA ALVAREZ JACKELINE
GESTIÓN Y TECNOLOGÍA CONSTRUCTIVA III
TENSIONADAS
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TENSIONADASEs un sistema de construcción creado a partir de membranas
tensadas, además es una Estructura ligera compuesta por una membrana
textil PVC pretensada vinculada a una estructura de anclajes tubularesmetálicos, madera, etc.; generalmente por medio de cables de acero,
yute, nylon, etc.; permitiendo desarrollar soluciones creativas para
resolver cobertura de espacios con cualidades no convencionales
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ARQUITECTURA TENSIONADA
- Ligeras.- Económicas.- Visualmente Impactantes.-Ambientalmente gentiles.-Flexibilidad en Diseño- Fácil Ensamblaje.
- Eficiencia Energética.
CERRAMIENTOS TECHOS DECORATIVOS
ELEMENTOS FLEXIBLES
ELEMENTOS RIGIDOS
BENEFICIOS
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CLASIFICACIÓN
1. ESTRUCTURA DE TELA TENSIONADA O DE CARPA2. ESTRUCTURA DE RED
3. ESTRUCTURAS NEUMÁTICAS
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Están conformadas por una membrana pretensada por la aplicación de fuerzas exteriores de
manera que se mantenga completamente tensa ante todas las condiciones de carga previstas para
evitar la aparición de fuerzas de tracción demasiado altas conviene que la estructura membrana
tenga unas curvaturas relativamente pronunciadas en direcciones opuestas.
Estas estructuras se pueden clasificar de acuerdo a la ubicación de los
anclajes y puntos de apoyos que determinan la forma de la membrana.
Podemos clasificarlas de la siguiente manera:
1. ESTRUCTURA DE TELA TENSIONADA O DE CARPA
TELAS APOYADAS TELAS CON APOYOS
PUNTUALES(INTERIORES, EXTERIORES)
TELAS COLGADAS POR LÍNEAS
(INTERIORES O PERIMETRALESEXTERIORES)
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Su superficie está constituida
por una tupida malla de
cables, en lugar de un
material textil. Generalmente
se utilizan para cubrirespacios más amplios o
resistir cargas mayores.
Pueden estar cubiertos por
otros materiales como
acrílicos, madera, materiales
metálicos u otros.
Esta membrana se hace
entrar en tensión y se
estabiliza hinchándola con
aire comprimido, para crearuna sobrepresión interior. En
este caso, no se precisa de
estructura soportante ya que
la sobrepresión interior
contrarresta la acción de las
cargas.
2. ESTRUCTURADE RED
3. ESTRUCTURASNEUMÁTICAS
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COMPORTAMIENTO
1. LA TENSIÓN2. LA ESTABILIDAD
3. PROPIEDADES MECÁNICAS4. PROPIEDADES FÍSICAS
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1. LA TENSIÓNLa tensión o tracción es una fuerza usada para halar las estructurasmoleculares de un material.
Las estructuras textiles tensadas son, entonces, aquellas
en donde en todas sus partes trabajen a tracción. La
regla fundamental para la estabilidades que estas
estructuras adquieran curvaturas en direcciones
opuestas brindándole a las cubiertas su estabilidad
dimensional.
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En las estructuras tensionadas esas características no
representan un factor crítico en las propiedades del
sistema. Sus componentes requieren una colocacióndefinida (forma superficial) mientras que se sujetan a
patrones de pretensado interno específicos.
2. LA ESTABILIDADLas estructuras convencionales de piedra, concreto, acero y madera poseendos cualidades principales que son la gravedad y la rigidez son estaspropiedades las que hacen posible la distribución de cargas y la trasmisión de
éstas al suelo.
El comportamiento de un elemento a tracción estará
asociado al propio peso del elemento y a las cargas que
actúen sobre el (estén aplicadas de forma puntual o
distribuidas) que determinan un patrón geométrico
según la disposición de tales cargas.
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El cable asume una curva suave enrespuesta a su propio peso
Curva se incrementará a las cargasaplicadas. Además la acción del vientoocasiona que el cable cambie de su
forma inicial.
Agregar pesos a lo largo del cable,las cuales funcionan de contra peso.
Agregar un cable en forma reversa y
que empuje al cable inferiormediante brazo rígidos.
3. FUNCIONAMIENTO
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4. PROPIEDADES FÍSICAS
Las textiles de estas estructuras tienen la peculiaridad de ser estructuras muyluminosas debido a la fácil propagación de la luz por toda su superficie si sequiere. Generalmente los factores de transparencia van entre el 10% y 50%,aunque se pueden crear superficies mas opacas según los requerimientos de
diseño.
DURABILIDAD
Asociada a las condiciones de temperatura, humedad y radiación, también a lacombustión y accidentes. Generalmente los materiales pueden durar 15 añossi las condiciones son favorables y se usan en estructuras transformables,aunque existen otros materiales de mayor duración, hasta 50 años para
estructuras permanentes.
AISLAMIENTOTÉRMICO
Las membranas poseen la capacidad de reflejar y absorber radiación en formade calor, aunque por factores de diseño se puede llegar a acondicionar máseficientemente los espacios usando recubrimientos adicionales, comocolocando más de una membrana para aprovechar el efecto invernadero que
se genera entre el espacio vacío que queda entre ellas.
ACÚSTICA
TRANSPARENCIA
La reflectividad que existe se puede traducir en un pobre desempeño ydificultad en la propagación del audio. Sin embargo, estos problemas sepueden resolver aplicando recubrimientos internos con materiales porososque absorben el sonido y reducen las vibraciones. Aparte se pueden instalar
paneles, bandas acústicas u otros elementos que ayudan al diseño acústico.
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ELEMENTOS YMATERIALES
1. ELEMENTOS FLEXIBLES2. ELEMENTOS RÍGIDOS
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CONCEPTO
Por lo contrario las tenso estructuras no poseen estas
propiedades, se componen principalmente por una
membrana textil y una red de cables altamente flexibles, por
lo que sus elementos forman un sistema basado en la
flexibilidad y la tensión.
Las estructuras convencionales de concreto, acero, madera o mampostería,tienen dos propiedades principales que les brindan estabilidad y la capacidadde transmitir cargas, éstas son la gravedad y la rigidez.
Para lograr que este sistema
funcione correctamente
debe existir una jerarquía de
elasticidad entre los
elementos la membrana
debe ser más elástica que los
cables, a su vez éstos deben
extenderse más que los
elementos rígidos que los
soportan.
Al cumplirse esta
jerarquía la tensoestructura será más fácil
de construir y tendrá un
comportamiento
predecible y eficiente al
someterse a las cargas.
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1. ELEMENTOS FLEXIBLES
Estos actúan como tensores refuerzan la membrana textil y mantienen al mástil en su posición.Están hechos de acero muy resistente y se fabrican en diversas presentaciones según las
tensiones y cargas que deben soportar.
CABLES
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Hoy en día la mayoría de las
membranas están hechas defibra de vidrio o textil depoliéster las cuales serefuerzan con sustancias derecubrimiento como PVC,Teflón o Silicona.
Es el elemento que genera el recinto o espacio cubierto, es ligero y define la forma de la tenso-estructura, además brinda la posibilidad de cubrir grandes superficies. El material que lacompone debe ser resistente a las condiciones externas tales como el viento, el agua, el fuego,garantizando la durabilidad del mismo. En la mayoría de los casos también debe transmitir la luzdel día, reflejar el calor y ser capaz de controlar el sonido.
MEMBRANA TEXTIL
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La tela como material industrial se suministra en bobinas de anchos quevarían entre 1,2 m y 2,0 m como término medio.
juntas cocidas juntas pegadas juntas soldadas
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Las relingas absorben las tensiones detracción longitudinales que seconcentran en los bordes y entre lospuntos de fijación o anclajes.
Son los refuerzos que se emplean en los bordes de la membrana, ya que en este punto tienden aacumularse las tensiones que la membrana está soportando en todas las direcciones en cualquier punto de su superficie.
RELINGAS
Existen dos tipo de relinga: laflexible, que se ancla en dos puntos
y entre ellos se deforma según lastensiones de la tela hastaequilibrarlas, y la relinga rígida, quese fija por puntos y está sometidaprincipalmente a flexión,absorbiendo los esfuerzos de la telaque las une. Ambas pueden ser interiores o exteriores y pueden ser de fibra o cable metálico.
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Estos elementos están hechos de materiales convencionales como acero,compuestos de materiales sintéticos, concreto reforzado y pretensado.Deben ser fuertes, fáciles de transportar y fabricar. El acero estructuralcumple estas condiciones y es de los más usados, el único inconvenienteque presenta es su tendencia a la corrosión, por lo cual debe ser recubiertoo galvanizado.
2. ELEMENTOS RIGIDOS
MÁSTIL Y BORDES RÍGIDOS
Los bordes rígidos también soportan y dan forma ala membrana, generalmente se construyen en formade arcos aunque también pueden ser horizontales.Tanto los bordes rígidos como los mástiles soportan
las fuerzas de tracción y trabajan a compresión, loque se traduce en un comportamiento a flexión.
El mástil es un poste vertical que genera la altura opunto más alto de la tenso-estructura, ademássostiene y tensa la membrana manteniendo suforma. Las tenso estructuras pueden requerir de unsolo mástil que levante un solo punto (interno o
externo) de la membrana o varios puntoscomponiendo un sistema más complejo ygenerando formas más diversas.
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Se pueden distinguir dos tipos de anclajes:interiores y exteriores o perimetrales. Los anclajesinteriores tienen forma de casquete esférico, sonde tamaño considerable. Los anclajes exterioresconcentran tensiones mayores que los interioresdebido a que la superficie textil queda muyreducida; otra forma de anclar la lona es la defijarla a las barras rígidas.
Los anclajes brindan estabilidad, introducen y mantienen las tensiones necesarias para fijar lamembrana, el mínimo número de anclajes para una membrana, como ya vimos, es de cuatro, paraque la membrana textil este tensada y logre su estabilidad, uno de estos debe estar en un planodiferente a los otros tres para poder generar la curvatura de la tenso-estructura.
PUNTOS DE ANCLAJE
También se pueden distinguir por el tipo derestricción a los esfuerzos que diseñan puntos deanclajes fijos, otros que permiten la rotación, elgiro, o ambos, dependiendo de los requerimientosestructurales de los vínculos que conforman elsistema.
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PROCESOCONSTRUCTIVO
1. LA FORMA2. MODELOS
3. SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS
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Un problema básico que todas las estructuras a tensión comparten es ladefinición de su forma. La forma y la estructura son una sola sin queintervengan otros elementos, llegando a una racionalidad estructural en elaprovechamiento justo de materiales.
1. LA FORMA
FORMA = ESTRUCTURA
El proceso de diseño se basa en procesos que sedenominan Form Finding (descubrimiento u obtención dela forma) o Shape Generation (síntesis de la forma).Existen diversos métodos para este proceso como elestudio de modelos físicos o computacionales quebrindan un acercamiento a la forma final de una tensoestructura.
El diseño mediante herramientas cotidianas en elcampo de la arquitectura y la ingeniería, incluso eldiseño en el plano bidimensional imposibilitanhallar el resultado formal de la estructura.
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El análisis de las tenso-estructuras es un problema no lineal. Lasrelaciones entre las líneas de tracción son sumamente no ortogonales. Las
deformaciones asociadas a las cargas que en ella actúan influencian lasolución estática, haciendo del análisis formal y estructural uno solo.
2. MODELOS
Para llegar a un mínimo entendimiento yaproximación a la forma, los modelos físicos debenmimetizar el comportamiento como prototipo de laestructura final.
Los modelos físicos forman una parte importanteen el proceso de diseño de tenso-estructuras.Representan la manera más efectiva de investigar las posibilidades y limitaciones de las estructuras.
Las tenso-estructuras se diseñan y levantan deacuerdo a un estado pretensado en los cables ymembranas que las componen.
Estos modelos permiten estudiar estoscomportamientos desde las condiciones iniciales delos materiales.
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Las telas elásticas son materiales muy ligeros yflexibles que pueden ser usados para explorar una variedad de formas auto-tensadas. Lasfuerzas de tracción pueden ser estudiadas enel estiramiento uniforme de la tela, y la red dehilos que la conforma, para el comportamientode los cables y sus efectos. Además de la tela,se requieren otros elementos como brazosrígidos y mástiles para anclar y mantener laforma de la tela a tensión.
BURBUJAS DEJABÓN
Las estructuras formadas por las burbujas de jabón fueronun excelente método de investigación en cuanto a laslimitaciones de tracción. Los líquidos jabonosos poseen lacapacidad de resistir tensión más no de soportar otrospesos.
TELASELÁSTICAS
La superficie resultante de los bordes representa lasuperficie mínima que debe existir entre tales bordesdonde la tensión se dispersa uniformemente sobre todala membrana. Estas muestran las curvaturas quenaturalmente se generan y sus direcciones, inclusomoviendo y cambiando la posición de los puntos deanclaje o bordes que conformen el modelo, la superficie jabonosa puede adquirir otras formas hasta llegar alpunto de rompimiento, lo que evidencia el rango deposibles formas que pueden ser generadas y su
tolerancia. De igual forma, al soplar las membranas jabonosas se puede estudiar la resistencia de cargas deviento.
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Existen sistemas computacionales donde elanálisis se realiza a partir de una figura platónica.
De esta forma se logra conseguir una formacompatible a los requerimientos asociados a lascondiciones de un material específico y supretensado.
RED DECABLES Y
CURVAS DE
FLEXIÓN
Las curvas de flexión. Método formado por curvas en catenaria sometidasúnicamente a tracción bajo la acción de su peso propio, sin embargo, estemétodo no toma en consideración uno de los elementos importantes en eldiseño de mallas deformadas, que son los esfuerzos iniciales que se generanen la barra al ser doblada y no suspendida. Debido a sus características
físicas y para analizar su comportamiento, es posible esquematizar elmaterial de membrana como una malla de hilos.
MODELOSCOMPUTACIONALES El análisis computacional está basado en la
suposición que se aproxime al comportamiento
de superficies suaves definiendo su geometría,características del material y las cargasaplicadas en distintas localizaciones. Loscables, membranas, brazos de soporte ymástiles, están divididos en elementos finitoscon dimensiones reales. Este modelo haceposible realizar una variedad de cálculos yanálisis basados en algoritmos que permitenhallar un equilibrio de la forma.
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Define tanto la descomposición de los patrones,que dependerá de la composición de la tela,como el sistema de unión entre las piezas que,de lo que dependerá el tipo de la tela y laposibilidad de confección en el taller.
LA CONFECCIÓN
LOS BORDES
3. SOLUCIONESCONSTRUCTIVAS
Cuando se alcanza la solución funcional, formal y estructural se complementancon las soluciones constructivas que nos marca la técnica concreta a utilizar enmateriales y sistemas, en este punto y de acuerdo con las soluciones anterioresse definen los siguiente aspectos: confección de la tela, bordes, sistema de apoyoy anclaje, transporte, montaje y mantenimiento.
Los bordes de la tela (relingas y puños) sediseñan de acuerdo al estado de tensiónprevisto, así como de las dimensiones de lacubierta. Se debe decidir entre las relingasinteriores y la exteriores, flexibles o rígidas;los tipos de puños con refuerzos o sin él, y sieste puede ser con la misma tela con la relingao con piezas metálicas.
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Depende de dos factores: el tamaño total de la cubierta y su carácter depertenencia. Si la cubierta es definitiva su montaje y transporte tiene lugar
una sola vez, por la que la confección puede desarrollarse en la obra,mientras que si es provisional y recuperable su montaje se realiza múltiplesveces, por lo cual se debe considerar una manera cómoda de transportar laspartes de la estructura, así como un fácil montaje y desmontaje. A parte, sedebe diseñar un contenedor que permita a los elementos ser transportados ydepositados adecuadamente.
SISTEMAS DE
APOYO YANCLAJE
Dependerá de la soluciónestructural y del cálculoestático; también del tipo detela elegido y de la disposiciónde los elementos rígidos, ya
que en definitiva, constituyen elnexo de unión entre uno y otro.El sistema de apoyo es loprimero en edificarse. Una vezlevantado se coloca y tensionala lona.
TRANSPORTE
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MONTAJE
Se refiere al sitio donde va a estar localizadala cubierta como su solución estructural ytecnológica. Es importante saber si lasolución es fija o temporal, el montaje debeplantear una manejabilidad adecuada de lalona a montar, su sujeción a la estructura desoporte, hasta obtener los apoyos y anclajes
previstos en el diseño para su correctafunción.
MANTENIMIENTO
Se debe aplicar la tensión necesaria paraestabilizar la lona. La aplicación de estatensión no es solo importante para lograr laforma final, sino que condiciona el montajeya que exige establecer puntos fijos deanclaje a la vez que se aplica la tensión
mediante gatos hidráulicos, motoreseléctricos o simples, o barras atornilladas yroscas en casos más simples.
La arquitectura textil requiere un cuidadoespecial por ser un tipo de material nuevo,cobra importancia el cuidado con respecto ala tela. El fabricante deberá indicar el tipo demantenimiento adecuado para la duraciónprevista. En cualquier caso siempre seráimportante una limpieza periódica a de lasuperficie exterior, sobre todo cuando lalluvia natural no sea suficiente.
Con respecto a la estructura soporte y a todoslos complementos metálicos o de otro tipo, sepueden aplicar las recomendaciones generalesde mantenimiento (limpieza, protección, etc.)según el material que se trate y su localización.
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REFERENTES
1. COBERTURAS TENSIONADAS
1 COBERTURAS TENSIONADAS
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1. COBERTURAS TENSIONADAS
Cobertura paraVelódromo VIDENACobertura semiplana
de estructura de acero
anclado a piso deconcreto. Cobertura delona Ferrari. Sistemade drenaje en todo el
perímetro. Área: 380.00m2Fecha: Noviembre
2014
Cobertura paraestacionamiento – ColegioLa Molina Christian School
Cobertura plana, fabricadaen Lona MR95. Estructura
de tubos de aceroestructural fijados a
zapatas de concreto. Área: 120.00m2Fecha: Abril 2014
Cobertura para patio –
Colegio La MolinaChristian School
Cobertura conoide,fabricada en Lona L-850.Dos vigas tipo castilloscomo postes y anclajescircundantes fijados enconstrucción perimetral.
Área: 360.00m2Fecha: Abril 2014
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Cobertura paracafetería – Museo
Metropolitano de LimaCobertura de estructura
autosoportada deacero. Cobertura delona SL-840. Postesanclados a piso de
concreto. Sin sistemade drenaje.
Área: 540.00m2Fecha: Junio 2012
Cobertura para cafetería –
Museo Metropolitano deLima
Cobertura de estructuraautosoportada de acero.Cobertura de lona C-620.Postes anclados a piso deconcreto. Sin sistema de
drenaje. Área: 80.00m2
Fecha: Octubre 2011
Cobertura para comedor –
Universidad Le CordonBleu
Cobertura semiplana seanclajes de acero
empotrados a paredescircundantes. Cobertura
de Lona DF-550. Área: 70.00m2
Fecha: Junio 2013
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DETALLES
CONSTRUCTIVOS
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ET LLES
SUJECION DE LONA
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ET LLES
SUJECION DE LONA
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ET LLES
SUJECION DE LONA
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ET LLE
SUJETADOR
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ET LLE
POSTES
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ET LLE
POSTES
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ET LLES
AMARRE Y SUJETADORES
1 VENTAJAS
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1. VENTAJAS
1. Permiten crear una gran variedad de diseños.2. Seguras (antisísmicas).3. Por ser estructuras livianas son fáciles de
instalar y transportar.4. Reducido tiempo de construcción.5. Mínimo consumo de materiales que genera
menos costos.6. Sumamente resistentes ante las condiciones
externas (la lona es capaz de absorber rayosultravioletas y reflejar los infrarrojos)
7. Ahorro de energía, en cuanto a iluminación y
climatización.8. Aplicables en diversos ámbitos (comercio,
instalaciones deportivas, espacios públicos,aeropuertos).
9. Notable capacidad para cubrir grandes luces,creando enormes espacio sin interrupciones.
Estas estructuras, son eficientes, desde el punto de vista delfuncionamiento estructural, como de su aspecto estético.
Además, son livianas, elegantes, traslúcidas y muchasveces económicas. Otras ventajas son
2 DESVENTAJAS
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2. DESVENTAJAS
1. Requieren un mantenimiento constante paragarantizar su durabilidad.
2. En comparación a otros materiales comoelconcreto o el acero, su tiempo de vida útil esrelativamente corto.
3. A la hora de diseñar se debe tomar en cuentaque el material textil que las constituye
presenta unas dimensiones específicas.4. En cuanto a cubrir espacios pequeñoso de poca
área no representan la mejor solución, ya queen este caso los costos por metro cuadradoserían mucho más elevados comparado conotros métodos.
5. Por último, en caso que la estructura del
edificio al que se le quiere instalar la tenso-estructura no brinda puntosde fácil anclaje,habría que introducir nuevos puntosaumentando así los costos de la misma.