Transcript fundamentación estructural sistemas portantes

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ESPACIO ACADÉMICO
FUNDAMENTACIÓN
ESTRUCTURAL
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DOCENTES ARQ. RAUL ROJAS
HELMUT RAMOS CALONGE
FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL
SISTEMAS PORTANTES
PLEGADURAS Y CÁSCARAS
Son superficies portantes delgadas, curvas o planas, que transmiten las cargas
a los apoyos mediante trabajos de compresión, tracción y cortante. No resisten
cargas que sometan la superficie a flexión.
Se construyen con materiales de comportamiento mecánico ISOTRÓPICO,
como concreto reforzado, madera contrachapada, ferrocemento, plásticos
reforzados con fibras de vidrio, carbono u otras.
Se diferencian de las cúpulas y bóvedas, porque estas últimas no resisten
tracción.
http://omacha.org
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PLEGADURAS Y CÁSCARAS
“LAS SUPERFICIES
ESTRUCTURALES PUEDEN
CUBRIR UN ESPACIO Y
SOPORTAR CARGAS SIN OTROS
MEDIOS AUXILIARES”
ENGEL, Heino. Sistemas de estructuras. Pág. 211.
Editorial GG.
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Wyss Garden Center, 1961 Solo Thurn, Suiza. http://de.structurae.de
Restaurante Los Manantiales, Xochimilco, 1958.
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Determinan la imagen del edificio,
o parte de este, al tiempo que
determinan el espacio interior:
ARQUITECTURA
=
ESTRUCTURA
=
ARQUITECTURA
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Requisitos:
1. Para lograr la funcionalidad espacial de las superficies se busca que las
fuerzas sean oblicuas a las superficies, o dicho de otra manera, se mezcla la
virtud estructural de un “muro” con la capacidad de cubierta de una losa o
placa, y se logran SUPERFICIES FUNCIONALES.
2. Continuidad de la superficie y una forma adecuada, se pueden considerar
como el segundo requisito de las superficies portantes.
3. Geometría para garantizar trabajo estructural y estética.
Las superficies portantes trabajan
mejor si las fuerzas son paralelas a
la superficie, y no es adecuado que
la carga sea perpendicular (ver
cargas y esfuerzos), es decir se
busca construir superficies
verticales ya que las cargas por
gravedad “bajan”, pero no son
propias para cubrir un espacio.
Terminal Trans World Airlines TWA. New York. www.flickr.com
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CLASIFICACIÓN
1. Cáscaras
1.1. Clásticas
1.2. Sinclásticas
1.3. Anticlásticas
2. Plegaduras
2.1. Prismáticas
2.2. Piramidales
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CÁSCARONES SINCLÁSTICOS
TRACCIÓN, COMPRESIÓN Y CORTE
Fuerzas actuantes en forma de
ARCO = COMPRESIÓN
Desde los 38º por peso propio
Desde los 45º ante cargas
Fuerzas actuantes en forma de
ANILLOS = TRACCIÓN
Cascarón apoyado sobre tambor,
las líneas de esfuerzos de
tracción y compresión son
uniformes, es decir son anillos
unas y arcos las otras.
Apoyado sobre columnas, las
líneas se condicionan a estos
apoyos, ambas líneas de
esfuerzos los buscan.
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Generan empujes, pero menores que en
ABC, y en cáscaras altas este empuje lo
absorben los anillos a compresión, en los
cascarones más bajos se debe plantear
un anillo de borde a tracción, que pueden
ser muros perimetrales o vigas sobre
apoyos puntuales.
El encuentro entre los arcos y anillos genera el corte, el cual es mínimo; la otra
causa es una deformación de a superficie causada por fuerzas externas laterales o
concentradas, las cuales pretenderán “sacar un bocado de la cáscara”
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Templo Bahá'í Delhi India.
www.lh3.ggpht.com
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CÁSCARONES CLÁSTICOS
Se pueden generar cañones largos o
cotos, en estos últimos las tensiones
son menores, se pueden comportar
como pequeñas vigas o losas o arcos
sucesivos; los cañones largos sí
generan tensión en su borde.
Museo Kimball, Louis I. Kahn.
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Generan empuje, también mínimos,
se pueden rigidizar y estabilizar ya
sea con elementos externos en los
bordes largos o en los tímpanos,
con vigas, muros, tensores.
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Aunque no es cascaron, el
Hipódromo de Zarzuela del Arq. e
Ing. E. Torroja, es clara muestra
del trabajo con la geometría.
Uniendo Hiperboloides que se
han intersecado y cortado, donde
la unión de estos cortes sigue
siendo una hipérbola.
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CÁSCARONES ANTICLÁSTICOS
Se generan al deslizar una línea
recta a lo largo de una curva y el
otro extremo de la línea, sobre
una recta o un plano; o una línea
recta sobre dos curvas; o
moviendo una parábola convexa
sobre una cóncava; una línea
recta sobre dos líneas rectas
oblicuas entre ellas.
No son desarrollables.
Son más rígidos y estables que
los sinclásticos y los clásticos, y
su construcción también es más
compleja.
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La Tracción sigue la línea
cóncava (suspensión, cables)
La Compresión sigue la línea
convexa (acción de arco)
Determinan la imagen del edificio,
o parte de este, al tiempo que
determinan el espacio interior:
ARQUITECTURA
=
ESTRUCTURA
=
ARQUITECTURA
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Pabellón de rayos cósmicos de Félix Candela de 1951,
Monterrey. www.panoramio.com
Restaurante del Oceanográfico de Valencia, Felix Candela.
www.fundacioncac.es
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Edificio en la Universidad de Piura, Perú, Félix Candela.
www.incas.org.pe
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Cascarón
hiperboloide de
concreto
reforzado de 48.8
m de diámetro.
Planetario McDonnell, San Luís MO. Hellmuth, Obata &Kassabaum. 1963. www.digistardomes.org.
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2. Plegaduras
2.1. Prismáticas
2.2. Piramidales
Basta pelgar o doblar una lámina para que
esta aumente drásticamente su capacidad
de carga, aumenta su resistencia y su
rigidez.
Trabajan por tracción, compresión y corte,
se presenta flexión, solo en los planos
entre los pliegues, pero al ser estos planos
muy pequeños, la flexión es mínima.
Prismáticas
Son eficientes en cubiertas, donde las
cargas se reparten uniformemente.
Piramidales
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Comportamiento Estructural.
Rigidizar bordes: 1. Rigidizadores o atiesadores de borde (Largos)
Tensores (Cortos)
Muros (Cortos)
Vigas de apoyo en los largos, sirve para rigidizar.
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Las prismáticas las hay Cortas y Largas
Laboratorios UNAL sede Manizales. www.virtual.unal.edu.co
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Las Piramidales se pueden
plantear como arqueadas
(curvas leves), aporticadas
o poliédricas, pero se
conforman siempre por
formas piramidales, lo que
las hace más
rígidas y estables que las
prismáticas.
Se presentan triangulo y puntos altos y bajos, y los
pliegues también son de diferentes magnitudes y
sentidos espaciales.
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Sala conferencias UNESCO. www.unesco.org
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www.greenmob.com.mex
www.todoarquitectura.com
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Foa-Yokohama. Aeropuerto en …www.arquitour.com
www.arquitour.com
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Capilla de la academia Fuerza aérea Colorado E.U. www.static3.lineupblog.com
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BIBLIOGRAFÍA
1. MOORE, Fuller. Comprensión de las estructuras en arquitectura. McGraw-Hill. México D. F. 2000.
2. ENGEL, Heino. Sistemas de estructuras. Editorial GG. Barcelona. 2001.
3. ANGERER, Fred. Construcción laminar. Editorial GG. Barcelona.
Las imágenes tienen la fuente de páginas web, las que no las presentan han sido escaneadas de
los textos aquí citados.