1999-4 Estructuras Moviles Para Recintos Circulares

8/7/2019 1999-4 Estructuras Moviles Para Recintos Circulares

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En estos ltimos aos se han venido desarrollando yconstruyendo mltiples cubrimientos que permiten serrecogidos en un breve espacio de tiempo. Son las cubiertasmviles.Paralelamente, han sido diversos los artculos y publicacionessobre el tema de cubiertas mviles o retrctiles para un sin finde espacios, con usos principalmente deportivos o deespectculos. Siendo en su mayor parte de planta rectangular.[Ref. 1 y 2].Por tanto, en este artculo pretendemos el estudio decubrimiento de recintos con planta radial, la sistematizacin ycatalogacin de aquellas propuestas ya construidas como otrastericas, que con pequeas puntualizaciones pueden llegar aser realmente interesantes.Desarrollaremos todo tipo de cubrimientos mviles quecumplan tan slo dos condiciones:- Que la planta a cubrir sea circular, o polgonal.- Que no tenga soportes interiores.El proceso de clasificacin ser el mismo que se vieneutilizando para todas las estructuras mviles en general,detenindonos tan slo en las de recinto circular ; proponemosla siguiente subdivisin:1. FLEXIBLES.

- TENSADAS.- NEUMTICAS.

2. DESPLEGABLES- ASPAS.- BARRAS DESLIZANTES.

3. RGIDOS- SECTORES SUSPENDIDOS.- GRANDES SECTORES NO SUSPENDIDOS.- SECTORES DESLIZANTES.

4. OTROS- CERCHAS PLEGABLES.- CERCHAS EN MNSULA.

- CERCHAS GIRATORIAS.- BARRAS DESLIZANTES.

ESTRUCTURAS MOVILES PARA RECINTOS CIRCULARESF. Escrig. Catedrtico de Estructuras. E.T.S. Arquitectura de Sevilla.

J. Sanchez. Profesor Titular de Estructuras E.T.S. Arquitectuta de Sevilla

1.- CUBIERTAS FLEXIBLESCUBIERTAS DESPLEGABLES TENSADAS.Incluimos todas aquellas en las que el material de cubrimientoes un textil y variar en funcin del empaquetado.

Existen bsicamente dos soluciones de empaquetado. Haciaun punto o plegado radial.

- Soluciones de empaquetado hacia un punto.Son las soluciones ms usuales y se pueden clasificar enfuncin de la situacin donde empaqueta. En el centro de lasuperficie a cubrir o en cualquier otro punto.En los aos 60 y 70 se realizaron varias propuestas deempaquetado hacia un punto realizadas por el grupo del Prof.Otto. (Fig. 1).

De todas las de empaquetado en un punto no central la msrepresentativa corresponde a la cubierta del Estadio Olmpicode Montreal en 1976 por R. Tailibert. Figs 2, 3 y 4.

Fig. 1

Fig. 2


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En estos ltimos aos se ha seguido realizando diversaspropuestas con este sistema, siendo una de las ms

representativas como plegado en un punto central [Fig. 5 a 7]el Cubrimiento de la Plaza de Toros de Zaragoza por S.Bergerman en 1995.

Si por el contrario utilizamos arcos o cerchas a compresin,el resultado sera un plegado de cerchas, empaquetando el textilentre ellas y girando respecto a al centro, siendo el otro puntode la cercha o arco, el que se desplaza sobre la circunferenciahasta su empaquetado total. [ver apartado 4 (OTROS)].

CUBIERTAS DESPLEGABLES NEUMTICASCorresponden a aquellas estructuras donde el material decubrimiento es exclusivamente el textil, inflado en su interiory reforzado mediante cables.Como solucin para estructuras mviles tan solo se conoceuna propuesta a nivel terico de la desarrollada por R. Wagnerand B. Krpin,presentada en elSimposium de la IASSen Atlanta 1994. [Figs10 y 11].Realizndose unmodelo a tamao realcon un dimetrointerior de 23 m.,inflado con helio ysuspendido mediantecables.[Ref. 3].

Otra solucin de empaquetado es el radial, donde el textil seva plegando en sectores.En funcin de los elementos que lo configuran y sucomportamiento estructural pueden obtenerse varios aspectos

formales.Si utilizamos exclusivamente cables y textil, la geometra quegeneramos ser la de un cono o en su caso, un sector desuperficie trica, por tener doble curvatura. [Figs. 8 y 9].

Fig. 3

Fig. 4

Figs. 5,6 y 7

Figs. 10

Figs. 11

Fig. 8

Fig. 9


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2.- CUBIERTAS DESPLEGABLES.CUBIERTAS DESPLEGABLES DE ASPAS.La primera propuesta de cubrimiento de un recinto fue realizadapor Emilio Prez Piero,siendo aun estudiante de arquitecturapara el Concurso del VI Congreso de la UIA en Londres en1961. Fig. 12. Estructura Reticular Estrea Desplegable,

cubriendo una luz de 32 m. y 11 m. de flecha que, con un pesode 3.000 kg, poda ser transportada y desplegada desde uncamin. [Ref. 4].

No es hasta los aos 90 en que los arquitectos autores de estearticulo desarrollan un proyecto para el cubrimiento de unapiscina en Sevilla [Fig.13 y 14] que, suspendido de un arcometlico se desplegaba una malla de aspas cubriendo un recintocircular de 60 metros de luz con una altura de 15 m. [Ref. 5].La malla permaneca plegada en la clave del arco.[Fig 15a].

Fig. 12

Fig. 15

Fig. 13 Fig. 14

Unos aos ms tarde se presentan los mismos autores alconcurso internacional para el Cubrimiento del Gradero deuna Pista de Saltos en Insbruck, Suiza, [Ref. 6],con unapropuesta de cubierta desplegable de 120 de luz y 30 m dealtura cuya principal ventaja es doble, primero cambiar un arcopor dos para tener mayor estabilidad y el segundo que elempaquetado se realiza en el arranque de los dos arcos[Fig.15b], quedando empaquetado a cota 0. [Figs 16 a 18].

Fig. 16

Fig. 17

Fig. 18


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CUBIERTAS DESPLEGABLES EN DIAFRAGMALas cubiertas desplegables en diafragma aluden a sumovimiento, similar al del objetivo de una cmara fotogrfica.Se trata de estructuras de tipo circular o poligonal quecomienzan su apertura desde el centro y desplazan el materialde cubrimiento hacia el permetro.

En este primer caso est formadapor piezas sectoriales Fig.19 quemediante giro permite ir cubriendogradualmente el culo Central hastael borde, fue diseada, patentada [Ref.7] y construida en maqueta porEmilio Prez Piero.[Fig.20].

Fig. 20

Otro propuesta, presentada por Hobermann en 1992, Fig 21 yRef.8, utiliza aspas situadas sobre un caquete esferico, de formaque cerrandose las primeras, la malla tiende a plegarse desdela clave hacia el permetro, permitiendo incluir en el procesouna cubierta rgida [Fig. 22]. Al ser una malla de una sola capa,la luz que es capaz de salvar puede verse muy limitada.

Fig. 22

Fig. 21

Fig. 23

Otra solucin que mejora el problema del pandeo local de lapropuesta anterior es la presentada por el Prof. Snchez-Cuencaen 1996, que presenta dos aportaciones: las barras con espesory la solucin de nudo mediante engranaje.[Fig 23].

Como ltima aplicacin de cubiertas en diafragma, y basndoseen las de aspas, los autores de este articulo, paralelamente a lapresentada por Hobermann presentaron una solucin cuyaprincipal ventaja es la de colocar las aspas en planos verticalesconsiguiendo as una malla de aspas con dos capas de nudos,teniendo por tanto un mejor comportamiento estructural [Fig24]. Desarrollando como propuesta el Cubrimiento de una Plazade Toros Fig 25.En la actualidad existen varios grupos de investigacinperfeccionando estas propuestas: diseando nudos,mecanismos de plegado, compatibilidad de movimientoscurvando y quebrando barras [Ref. 9], etc...

Fig. 24

Fig. 19


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3. CUBIERTAS RIGIDAS.CUBIERTAS RETRCTILESPodemos localizar en este apartado a todos aquellos sistemasestructurales, compuestos por sectores de esfera o planos, demayor o menor tamao, que mediante un sistema de

deslizamiento cubren un recinto circular o parte de l. Enfuncin de las dimensiones de estos sectores, as como delsistema de apoyo de estos, podemos clasificarlos en:

- Gajos deslizantes suspendidos en la clave[Fig 26].De 6 a 12 sectores de semiesfera articulados en la clave ydeslizando sobre el permetro, se pliegan sobre uno fijo.La solucin construida mas interesante corresponde alPittsburgh Civic Arena USA realizado en 1961 por Michell &Ritchey salvando una luz de 125 m. [Fig. 27]

Fig. 26

Fig. 27

Fig. 29

Fig. 31

Fig. 30

Fig. 28

Fig. 25

- Sectores de esfera autoportantes deslizantessi reducimos el nmero de sectores a 3 o 4 y cada uno deellos es estable por s mismos, es decir, no necesita estarsuspendidos en la clave. Podemos llegar a cubrirdimetros de mas de 200 m.Como ejemplo presentamos el Fukoaka Dome en Japnque con tres sectores de 125 permite cubrir un recintodeportivo salvando una luz de 218 m y 84 m de altura ,deslizandose dos de ellos sobre el tercero.


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- Sectores Deslizantes.Las propuestas mas generales desarrollan sobre cualquierrecinto una malla de barras, normalmente de doble capa, conun gran hueco en la clave [Fig. 32] y mediante unos carrilesapoyados sobre esta malla se deslizan sectores de esfera quecierran totalmente este hueco. [Ref.2 y 10].

Fig. 33

Fig. 34

Como propuesta, la Fig. 33 desarrolla un proyecto en ejecucinde mas de 19.000 m2 por los arquitectos Yamashita SekkeiInc. cuyo hueco central es cerrado tan solo por dos sectoresdeslizandose por dos carriles paralelos.

Fig. 32

Otra propuesta que se encuentra tambien en construccin enla actualidad en el Pusan Dome en Corea [Fig. 34] desarrolladapor el Space Group de Corea cuya estructura es una Tensadade Cables que con un diametro de 200 m permite abrir un huecoen la clave de 128 m de diametro mediante el desplazamientode cuatro sectores de esfera hacia la clave.

Fig. 36

Fig. 35


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4 OTRAS.CERCHAS PLEGABLES.Basndonos en la solucin de Gajos deslizantes podemossustituir esos gajos por cerchas de seccin variable suspendidasen la clave y deslizando sobre un anillo perimetral siendo elmaterial de cubierta tanto con solucin textil como mediante

paneles Rgidos.[Fig. 37].

Fig. 38

Cercha en mensula.Apoyandose en el cubrimiento del Pabelln de Kuwait en laExpo`92 de Sevilla, el arquitecto Santiago Calatrava planteapara el Pabelln flotante de Hormign en el lago Lucerna, Suiza

(1989) una solucin similar pero para recinto circular, Fig. 38se trata pues de sectores de esfera articulados en el perimetroque mediante un giro permiten cubrir el recinto.

Fig. 39

Barras deslizantes.La tima propuesta est siendo desarrollada por los Prof.Popovic, Chilton y Choo [Ref. 11] y se compone de una barrasdonde uno de sus extremos se articululan sobre el perimetro yel otro se apoyan, permitiendo su deslizamiento sobre la barracontigua, as obtenemos una apertura hacia el permetro.

Fig. 40

Cercha giratorias.Se trata de una propuesta desarrollada por los autores de estearticulo que permite cubrir un recinto circular mediantecerchas de seccion variable, articuladas en el perimetro yapoyadas en la clave, que mediante un giro sobre su eje encapaz de cerrarlo o abrirlo completamente segn la Fig. 39.

Fig. 37


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BARRAS ARTICULADAS.Santiago Calatrava es un experto en estructuras

mviles y sus experiencias intensas, las Figs. 41 muestran lacubierta del acceso al Metro en una rea urbana.

Fig. 41

REFERENCiAS:

[1] ESCRIG, F. & VALCARCEL, J. P.Cubiertas rgidas transformablesHormign y Acero

n 193. 1994, Madrid. Pp. 85-104

[2] ISHII, K.Structura Design of Retractable roof Structure IASS

Working Group N 16 1996.[3] WAGNER, R. and KRPLIN, B

Helium-Supported Hanger for a Small Solar-PoweredAirshap, Proc IASS+ASCE Int. Symposium on Spacial,Lattice and Tension Structures, Atlanta, U.S.A., Abril 1994[4] PIERO, E. P. & ESCRIG, F.

Las Estructuras de Emilio Prez Piero ArquitecturaTransformable. Textos de Arquit.. E.T.S.A. de Sevilla. 1993

[5] ESCRIG, F. & VALCARCEL, J. P.To cover a Swimming Pool with an Expandable

Structure Rapidly Assembled Structures. Ed. P.S. BulsonComputational Mechanics Publications. 1991. ISBN 1-85312-136-3 PP 273-282[6] ESCRIG, F. & VALCARCEL, J. P.

Geometrias de las Estructuras Desplegables de AspasArquitectura Transformable. Textos de Arquit.. E.T.S.A. deSevilla. 1993[7] PIERO, E.

Patentes espaolas 266.801, 283.201, 311.901U.S. Patent. 3.185.164[8] HOBERMANN, Ch.

The Art and Science of Folding StructuresSitesArchitectures N24 New York 1992.[9] YOU, Z. & PELLEGRINO, S.

Foldable Structures International Journal of Solids andStructures Stanford University California 1997[10] MARTINEZ APEZTEGUIA, J. & AZKUEARRASTOA J.L.

Retractable roof for a multi-purpose center in SanSebastian Mobile and Rapidly Assembled Structure II. Ed.P.S. Bulson Computational Mechanics Publications. 1996.ISBN 1-85312.398-6.[11] POPOVIC, O. CHILTON, J.C. & CHOO, B.S.

Rapid construction of modular buildings using the`Reciprocal Farme` Mobile and Rapidly Assembled StructureII. Ed. P.S. Bulson Computational Mechanics Publications.1996. ISBN 1-85312.398-6.


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