Presentacin de PowerPoint

Diseo

ConstructivoSistemas de Estructuras deFORMA ACTIVAKatherine CedeoRoco CaliNoelia SilvaPriscila SigenzaJimmy PeraltaKatherine Medina

29/10/2014DefinicinFORMA ACTIVASon sistemas portantes de material no rgido y flexible en los que la transmisin de cargas se da travs de la forma.

22CaractersticasCatenaria (lnea suspendida), arco funicular y crculo.Desvan las fuerzas exteriores a travs de fuerzas normales.En los puntos de anclaje desarrollan esfuerzos horizontales.El mecanismo portante depende de la forma del material.Catenaria - traccinArco funicular - compresin3CaractersticasEstn sometidas estrictamente a la transmisin natural de los esfuerzos.Son mecanismos adecuados para conseguir grandes luces y construir grandes espacios difanos.Pueden considerarse como vigas lineales

Estadio Olmpico de Mnich (1972)Otto Frei4ClasificacinExisten varios sistemas portantes de Forma Activa: 1. Estructuras de cables 2. Estructuras en forma de tienda3. Estructuras neumticas 4. Estructuras de arcos 5ClasificacinEstructuras de cablesCables paralelosCables radialesCables biaxialesCelosas de cables

6ClasificacinEstructuras en forma de tiendaTiendas apuntadasTiendas onduladasTiendas apuntadas indirectas

7ClasificacinEstructuras neumticasSistemas de naves neumticasSistemas de colchones de aireSistemas de tubos de aire

8ClasificacinEstructuras de arcosArcos linealesBvedasRetculas abovedadas

9Estructuras DE CABLESDefinicinSon sistemas portantes de material flexible, no rgido, en los que la transmisin de cargas se efecta a travs de una FORMA adecuada para lograr ESTABILIZACION DE LA FORMA caracterstica mencionada.CRITERIOPROTOTIPOFUERZASCARACTERISTICASMECNICA DE LA TRANSMISIN DE CARGASFORMACompresin o traccin*lnea de apoyo*catenaria*circulo

11Componentes y Denominacionesa Luzb Altura librec Flecha de cabled Altura del arco (cable)e Altura del pilarg Separacin entre prticosDimensiones del sistema1 cable portante, cable de carga2 cable de estabilizacin, cable atirantado3 cable de retencin, cable de arriostramientopilar, piln, mstil8 Barra de compresin, puntual10 cimiento, cimentacin11 anclaje en tierra, anclaje de retencin

Partes del sistema

A Punto de suspensinB Punto baseC cspideE Punto de anclaje, punto de retencinPuntos topogrficos del sistema12Formas geomtricas de un cableLa forma del cable ser, de acuerdo al peso al que este sometido

catenariaPeso propiotringuloCarga puntual en el centroparbolaelipsetrapecioDos cargas puntualesCargas creciente hacia los puntos de suspensinpolgonoCargas puntuales simtricasCarga uniforme13Estructura para los puntos de suspensin

Aveyron (Francia), elViaducto de MillauSan Francisco - EL GOLDEN GATE

Canopy NIDO SPITALFIELDS

Pilar con cable oblicuoPilar inclinado con cableSISTEMA DE ARRIOSTRAMIENTO PARA ESTABILIZAR LOS PUNTOS DE SUSPENSION

Tensado de los cables mediante un tirante a traccin bajo la losa del sueloTensado y arriostramiento mediante un tirante a traccin en la losa del suelo

Tensado de los puntos de suspensin con anclaje de los tensores en el sueloReorientacin de las fuerzas en los puntos de suspensin mediante contrafuertes o riostrasTransmisin de las fuerzas mediante vigas horizontales a unas paredes transversales o vigas a compresin15*Los cables de curvatura (+) soportan las cargas gravitacionales (cables portantes)*Los cables de curvatura (-) permite tensar la estructura para estabilizar su forma (cables tensores o estabilizantes)

Cable portante bajo el cable de estabilizacinCable portante sobre cable de estabilizacinCable portante en parte sobre, y en parte bajo, del cable de estabilizacinMecanismo portanteMecanismo de estabilizacinMECANISMO PORTANTE Y DE ESTABILIZACION DE LOS SISTEMAS PRETENSADOS16

Ubicacin: Buenos Aires, ArgentinaFecha: Octubre 2007Proyecto: PFZ Arquitectos/ WAGG Soluciones TensadasSistemas paralelos espaciales estabilizados mediante cables de curvatura opuestaCable portante y cable de estabilizacin en diferentes planos

Cable de estabilizacin bajo cable portante17Cable de estabilizacin sobre cable portante

Facultad de Arquitectura en la Universidad de Chile

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Cable de estabilizacin en parte sobre, y en parte bajo del cable portante19

Cuatro unidades sobre una planta cuadradaTres unidades sobre una planta hexagonal20

Combinacin de mallas de cables con curvatura en dos direcciones con permetro rectoTres unidades sobre una tienda triangular

Centro Universitario de Teatro, Mexico

Frei OttoEstadio Olmpico de Munich, 1972.

Estadio Olmpico de Munich, 1972.25

Red Sea Star. Restaurante sumergido a cinco metros bajo la superficie delMar Rojoen la ciudad costera deEilatenIsraely fue diseado por el arquitectoSefi Kiryaty.26

Para el desarrollo de proyectos de tenso estructuras se utilizan materiales flexibles capaces de transmitir grandes esfuerzos axiales. Estos materiales se clasifican en:

*Textiles o MembranasLos materiales utilizados para las membranas son tejidos de polister a los que se van agregando capas superiores e inferiores de PVC en nmero de hasta dos por lado con distintos espesores, dependiendo de la aplicacin y una capa final de tefln

*tienen generalmente una expectativa de vida por encima de los 20 aos*El recubrimiento de PVC contiene aditivos,

-como estabilizadores a los rayos UVA, -sustancias retardantes al fuego, colorantes y fungicidas-Estn cubiertos con lacas protectoras PVDF que facilitan la limpieza de la membrana de PVC.

Tipos de materialMaterial y luces de la estructuraSISTEMA DE ESTRUCTURAMATERIAL BASICOLUCES EN METROSESTRUCTURAS DE CABLESMETAL + HORMIGON ARMADOMETAL + HORMIGON ARMADOMETAL + HORMIGON ARMADO / + MADER

31Estructuras EN FORMA DE TIENDAComportamiento EstructuralSoluciones estructurales livianas y flexibles que se encuadran dentro de las que resisten por traccin , con posibilidad de adaptar su forma al funicular de las cargas externas.

TENSINTENSINTENSINPOSIBLE CARGA33Trazado y FormaLa doble curvatura que se forma al tensionar la membrana en direcciones opuestas es indispensable para su estabilidad. Se conoce como forma anticlstica, o matemticamente parbola hiperblica

34Estructuras se componen del elemento tensado o membrana (material textil) y los elementos tensores que pueden ser estructuras de madera o acero.

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MembranaAgarreCable tensorDETALLE DE UNIN ENTRE ELEMENTO TENSADO Y ELEMENTO TENSOR36

CUBIERTA SOBRE EL PUENTE HACIA ISLA SANTAY. EJEMPLO DE ESTRUCTURA DE FORMA ACTIVA, EN FORMA DE TIENDA.http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=1080107&page=78

PABELLN ALEMN 1967. EJEMPLO DE ESTRUCTURA DE FORMA ACTIVA, EN FORMA DE TIENDA.http://www.epdlp.com/edificio.php?id=426838

EJEMPLO DE ESTRUCTURA DE FORMA ACTIVA, EN FORMA DE TIENDA. MUSEO DE SITIO BODEGA Y QUADRA, LIMA.39Estructuras NEUMTICASDefinicinLas estructuras neumticas son membranas flexibles pretensadas a base de aire a presin, rigidizadas, en ocasiones, por cables que, frente a la accin de las cargas exteriores, desarrollan esfuerzos de traccin, por lo que constituyen una estructura muy ligera.

http://www.sudysign.cl/images/estructuras_neumaticas/techo.jpg

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43De Naves NeumticasLa sobrepresin del aire en el espacio Interior estabiliza su forma frente a las fuerzas actuantes.

Es el "espacio til" disponible.

Ejemplo de naves en construcciones temporalesDe Colchones de AireLa sobrepresin del aire en el colchn sirve para estabilizar la membrana y formar una cubierta. Para absorber los esfuerzos en los extremos se necesita una estructura auxiliar.

De Tubos de AireLa sobrepresin estabiliza la forma del tubo para formar elementos portantes lineales que pueden cubrir un espacio de diferentes maneras.

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Estructura de chonchn de aire en muelle turstico de LisboaEjemplo de estructura de tubos inflados en exposicin en Espaa48Comportamiento EstructuralEl volumen de aire encerrado en una envolvente flexible y resistente a tracciones se comporta como un slido homogneo y elstico. Pueden absorber, transmitir y trasladar fuerzas exteriores. 5 cable de limahoya11 anclaje en tierra, anclaje de retencin16 anillo de anclaje20 membrana portante21 esclusaPartes del sistemab altura libred altura del arco f radio de curvaturah separacin entre prticosPartes del sistemaE punto de anclaje, punto de retencinPartes del sistema

49Trazado y formaLa forma est limitada por la necesidad de aplicar una presin uniforme a toda la superficie de la cubierta. En caso contrario, la distribucin irregular crea arrugas y puntos de tensin que pueden producir la ruina de la estructura.

50Trazado y formaComo las fuerzas de un volumen cerrado de aire sometido a presin son de igual magnitud en todas las direcciones.La forma de resultante son las SUPERFCIES ESFRICAS

-Al disminuir su radio manteniendo la misma presin Interior, se reducen las tensiones en la membrana

Si se aumenta la presin interior del aire: se equilibra el peso propio de la membrana y las cargas asimtricas no la deforman.51Trazado y forma

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UsosSe suele utilizar en instalaciones deportivas y de recreacin, almacenes, refugios temporales y cpulas. La estructura puede ser total, parcial, o funcionando como techo. Una estructura total puede utilizarse para una instalacin temporal o permanente, mientras que una cpula funcionando como techo suele ser construida para un edificio permanente.Materiales y luces que permitenEste tipo de estructuras se compone por una membrana rigidizada por el volumen de aire interno que conforma el espacio arquitectnico sometido a una sobrepresin (Pi) de muy bajo valor; dependiendo del uso y la ubicacin, la estructura puede tener forros interiores de materiales ms ligeros para el aislamiento o la acstica. Permiten cubrir luces que pueden sobrepasar los 100 metros.

Debido a la ligereza y durabilidad que ofrece el ETFE esta siendo utilizado ampliamente en este tipo de estructuras, sus siglas significan copolmero de etileno-tetrafloretileno, un material plstico emparentado con el tefln, muy durable, adaptable y que puede ser transparente. Con el fin de evitar el deterioro de la humedad y laradiacin ultravioleta, estos materiales estn recubiertos con polmeros como elPVCotefln.

54Ejemplo InternacionalAllianz Arena (Estadio ubicado en Mnich. Alemania)

El diseo de la obra fue realizado por la firma Herzog & de Meuron, las proporciones del recinto deportivo son de 258 m de largo, 227 m de ancho, y 50 m de alto. Las proporciones de su cancha son de 105 m x 68 m.

La arquitectura externa del Allianz Arena est compuesta de 2.874 paneles romboidales metlicos de ETFE (copolmero de etileno-tetrafluoretileno) a una presin de 0,035 hPa. Cada panel puede iluminarse de manera independente de color blanco, rojo o azul. La intencin es iluminar los paneles en cada partido con los colores del respectivo equipo local, o de color blanco cuando juega de local la seleccin alemana.

56Ejemplo Nacional

VentajasCoste inicial considerablemente menor que los edificios convencionales.Reduccin de los costes de funcionamiento debido a la simplicidad del diseo.Sistema fcil y rpido de montar, desmontar y reubicar.Espacio libre interior abierto, ya que no hay necesidad decolumnas.Capacidad de cubrir casi cualquier proyecto.Personalizacin del tamao y los colores del tejido, incluyendo la tela translcida, permitiendo la entrada de luz natural.DesventajasFuncionamiento continuo de los ventiladores para mantener la presin, en ocasiones requiriendo la redundancia o una fuente de alimentacin de emergencia.Derrumbe de la cpula en caso de prdida o rotura del tejido.Aislamiento inferior al de las estructuras de paredes duras, con el consiguiente aumento del coste en calefaccin o refrigeracin.Capacidad de carga limitada.Vida til corta en comparacin con edificios convencionales.58Estructuras DE ARCOSArco FunicularEl arco es en esencia una estructura de compresin utilizada para cubrir grandes y pequeas luces, resultan ms econmicos en consumo de materiales, debido a la capacidad de absorber las cargas con intervencin mnima de flexin y corte.Esta tipologa estructural fue desarrollada inicialmente por los romanos, y se construa en piedra o mampuestos.Definicin

Arco Etrusco/Romano Arco Gtico

Arco Renacentista

Arco Contemporneo60

Arco FunicularExiste una estrecha relacin entre los esfuerzos producidos por las cargas dispuestos en un cable portante y los esfuerzos que se producen en un arco funicular. Trazado y Forma

DIRECCINESFUERZOSMAGNITUDDIRECCINESFUERZOSMAGNITUD

61Arco FunicularSi se invierte la forma parablica que toma un cable sobre el cual actan cargas uniformemente distribuidas segn una horizontal, se obtiene la forma ideal de un arco que sometido a ese tipo de carga desarrolla slo compresin.Trazado y FormaEl cable invertido slo absorbe compresiones de la misma magnitud que el cable portante. El cable portante slo puede absorber tracciones.

Arco FunicularCable PortanteArco FunicularUn arco dependiendo de la geometra que posea y los diferentes tipos de cargas horizontales o verticales a los que est sometido generar:Mecanismo PortanteEsfuerzo axialEmpuje horizontalReacciones verticalesVemos que la componente vertical se mantiene constante: RAv = RBv = F/2, en tanto que el valor del esfuerzo horizontal RAh crece a medida que disminuye la altura ( h ).

El empuje horizontal es inversamente proporcional a su altura, para reducir el empuje horizontal en los apoyos el arco debera ser lo ms alto posible. Arco FunicularCualquier carga adicional provoca una modificacin en la forma del arco y con ello su lnea media se aparta de la curva funicular, provocando una flexin Cualquier desplazamiento de la lnea media del arco de la curva funicular provoca una elevacin o un descenso del arco y con ello una flexin.

Arco FunicularPara construir arcos cuyos materiales sean fijos y seguros, fundamentalmente se deber analizar el uso, pudiendo ser:Materiales1.- Arco a compresinDotar al arco de una gran seccin, suelen ( piedra, ladrillo, bloque)2.- Arco a flexo-compresin

Dotar al arco de rigidez a la flexin mediante materiales (hormign armado, acero, madera)25-------70mArco FunicularEjemplo NacionalEjemplo Extranjero

Iglesia de peregrinacin de Padre Po en San GiovanniSantuario del Seor dela Divina Misericordia

Bvedas Esta tipologa empez a ser utilizada por los egipcios hace miles de aos. Los primeros pasos fueron las falsas bvedas.La primera bveda propiamente dicha fue la bveda de can. Surge como una sucesin de arcos independientes colocados uno al lado del otro, apoyados sobre el lado mayor del espacio a cubrir para as reducir la luz. Comportamiento Estructural

67BvedasTrazado y Forma

68Bvedas

69BvedasTrazado y Forma

70BvedasTrazado y FormaBvedas formadas por la interseccin de dos o ms bvedas simples, completas o fragmentadas. La solucin de intersecciones de elementos simples, generando lneas curvas puede ser interpretada como sustitucin por arcos exentos diversos entrecruzados, conformando bvedas cupuliformes nervadas.

BvedasTrazado y Forma

En el mundo hispano musulmn se resuelve el problema de la planta cuadrada murada, o bien a travs de la duplicacin de los lados del permetro mediante arcos apechinados, pechinas o trompas

Se unen arcos de nervadura, que transmitan los esfuerzos a travs de ellos y de los perimetrales a los vrtices de las plantas.las bvedas alemanas de estrella o reticulares distribuyen los esfuerzos producidos en las nervaduras hacia los vrtices de la planta (cuadrada) ocupada por columnas y posteriormente, adems, a travs de los arcos primeros (formeros y torales). La bveda trabaja tensionalmente como un arco sometido a las compresiones y a las flexiones que se generen transversalmente.

Inicialmente, la construccin se realizaba mediante una ligera inclinacin para evitar el empleo de cimbras, pero el sistema evolucion hacia el empleo de dovelas a lo largo de toda la generatriz, como si se tratara de un nico arco, con esto se consegua evitar la separacin y desnivelacin posible entre arcos.

Las bvedas, cualquiera que sea su directriz, generan cargas verticales y empujes horizontales sobre sus apoyos, obligando a que stos tengan la dimensin suficiente como para lograr que su peso propio centre la resultante sobre la base de sustentacin para mantener el conjunto en situacin de equilibrio. Adems estos empujes producen esfuerzos cortantes tendentes a producir deslizamientos, bien de los sillares de arranque sobre sus juntas horizontales, o bien de los sillares del muro que sostiene la bveda.BvedasComportamiento Estructural

73Arcos que toman un sobrenombre con dependencia de su directriz, acorde con el papel estructural-portante que desempea.BvedasComportamiento Estructural

La distribucin de axiles crece desde el centro de cada arco hacia su extremo.

Los axiles son mayores en los arcos centrales.

La distribucin de empujes crece hacia el centro.

La deformada nos dice que se debe cargar en riones.Retculas abovedadasComportamiento Estructural

75PiedraLadrilloHormign Cimbra

Tienen las dimensiones mas largas de la planta. Estn soportados en las esquinas y se comportan como vigas largas en direccin longitudinal.Retculas abovedadasMateriales

BVEDA DE CAN CORTO

Se comportan de dos formas o la combinacin de ambas:1.- Rigidizando los extremos.2.- Rigidizando cada borde interior en el sentido longitudinal para proporcionar la forma de una viga.76Ejemplo Extranjero

CASA DE DIESTE (bvedas autoportantes)Arq. Eladio DiesteUbicacin: Mar Antrtico 1227. Punta Gorda - Montevideo1961 - 196377Ejemplo Nacional

FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO DE LA UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

Ubicacin: Quito - Ciudadela Universitaria Av. Amrica195978Referencias Bibliogrficashttp://www.todoarquitectura.com/revista/40/sp04_ETFE.asp

http://www.madridesmadrid.com/index.php/2008/01/14/islazul-ya-tiene-la-primera-cubierta-de-etfe-de-espana/

http://es.slideshare.net/MrCarnage/44231231-tensoestructuras

http://www.slideshare.net/darioutd/sistemas-de-estructuras-forma-activa

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