SISTEMAS ESTRUCTURALES PARA EQUIPAMIENTOS

(Cubiertas de gran luz)

Definición:

Un aspecto que ha caracterizado al hombre en sociedad desde las primeras civilizaciones, es el interés por el ocio común. Los espectáculos de masas constituyen desde la antigüedad clásica las demostraciones más importantes de este tiempo libre compartido.

Los promotores de estos eventos multitudinarios, tanto públicos como privados, conscientes del beneficio que supone la concentración de usos tan variados como puede ser un espectáculo deportivo, una corrida de toros o un concierto, necesitan cada vez más edificios con un aforo importante y al mismo tiempo dotados de una gran flexibilidad.

El proyecto de una estructura de cubierta está fuertemente influenciado por los requisitos funcionales que concurren como consecuencia de los usos previstos.

Por otra parte, el espacio general generado debe ser acorde con la utilidad y el concepto general arquitectónico del edificio. De esta forma, hay usos que requieren una volumetría especial. Así mismo, el aspecto exterior de la cubierta debe referirse o al menos tener en cuenta el ambiente arquitectónico en que se encuentra integrada la obra.

La arquitectura contemporánea, gracias al impulso de la tecnología, ha superado ampliamente el corsé inherente a los sistemas estructurales en retícula. Es cada vez más frecuente en edificación la búsqueda de la planta y la forma libre, que requieren estructuras con un funcionamiento fuertemente tridimensional, cuyo comportamiento está regido por mecanismos más complejos que los simples de axil, flexión y cortante.

La estructura participa de otros fenómenos más complejos ligados a los sistemas continuos en los que el flujo de tensiones normales en tres direcciones y las tensiones tangenciales gobiernan el comportamiento global de la estructura.

Este tipo de soluciones están condicionadas fuertemente por una arquitectura, que se materializa en elementos continuos, que muchas veces se simplifican mediante estructuras de barras con una geometría tridimensional, que permiten formalizar el objeto deseado.

Si bien esta forma de entender la arquitectura supone un reto para el ingeniero estructural, que debe resolver estructuras complejas, éste ve en gran parte limitada su actuación al tener que ceñirse a la forma ideada por el arquitecto.

En este tipo de estructuras se están desarrollando sistemas nuevos, o bien se están recuperando soluciones del pasado pero reactualizadas con la tecnología del presente. En ellos se están incorporando nuevos materiales estructurales, y materiales de piel, que en muchos casos provienen de otras disciplinas como la náutica o la ingeniería aeroespacial.

Exigencias básicas de una estructura:

Las exigencias que debe cumplir toda la estructura son las siguientes:

- Equilibrio: Exigencia fundamental que implica que todas las partes de una edificación no presenten movimientos o que la resultante de las fuerzas aplicadas sea igual a cero.

- Estabilidad: Condición relacionada con los movimientos que puede presentar un edificio en su totalidad debido a la aplicación de las fuerzas, ya que, si una fuerza genera ciertos desplazamientos en el edificio, este se vuelve inestable, siendo una condición no deseada en la edificación.

- Resistencia: Término referido a la capacidad de soportar las cargas que se aplican en la estructura sin fallar.

- Funcionalidad: Toda estructura debe cumplir a cabalidad con la función asignada, por ello se debe evitar deformaciones grandes en la estructura de tal magnitud que los usuarios no sientan cómodo el uso del edificio.

- Economía: Este es un aspecto fundamental, en toda estructura que cumpla un fin utilitario, por lo general todo proyecto debe atenerse a un presupuesto disponible para la construcción.

- Estética: Esta influencia impone a la estructura elementos para la escogencia del sistema estructural adecuado, pero se debe tener en cuenta que en proyectos de gran tamaño el sistema estructural

es expresión de la arquitectura, por lo que un error de enfoque estructural puede afectar la belleza del edificio. (Salvadori y Heller, 1998)

Tipos de FUERZAS INTERNAS que actúan en una estructura:

Las cargas originan en los elementos estructurales uno o varios de estos tipos de fuerzas:

- Fuerza Axial : Se divide en dos tipos:

o Tracción: Fuerza que tiene la tendencia a estirar los elementos.

o Compresión: Fuerza que tiene la tendencia a comprimir los elementos.

o Fuerza de Corte: Fuerza que tiene la tendencia a cortar o deformar angularmente los elementos.

o Momento de Flexión: Momento que tiene la tendencia a flexionar o doblar los elementos.

o Momento de Torsión: Momento que tiene la tendencia a torsionar o torcer los elementos.

Clasificación de Sistemas Estructurales:

Los sistemas estructurales se agrupan en las siguientes categorías:

1. Sistema cuyos elementos principales trabajan a tracción o compresión simples: Tales como los cables, arcos, cerchas planas y espaciales.

2. Sistemas cuyos elementos trabajan a flexión, corte y compresión : Tales como las, vigas, dinteles, pilares, columnas y pórticos.

3. Sistemas cuyos elementos se encuentran en estado de tensión superficial: Tales como los entramados, placas, membranas y cáscaras (Orozco, 1999).

SISTEMA POR CABLES Y TENSORES

PUENTE GOLDEN GATE (San Francisco)

El Golden Gate es un famoso puente situado en California, Estados Unidos, que une la península de San Francisco por el norte con el sur de Marin.

Definición del sistema estructural:

Sistema de armaduras y perfiles de acero, unidos por remaches y chapas, cubren grandes distancias, en lo que es los cables y tensores, que soportan la estructura del Puente.

Uso sistema de vigas de acero con el triangulo indeformable como elemento base y sirve para la base del puente para cubrir mayores luces y aligerar el peso de la estructura.

Torres hechas de acero hueco apiladas entre si y unidas con tensores por centro.

Con una longitud aproximada de 1.280 metros, está suspendido de dos torres de 227 m de altura. Tiene una calzada de seis carriles (tres en cada dirección) y dispone de carriles protegidos accesibles para peatones y bicicletas.

El puente también transporta de un lado del canal al otro gran cantidad de la energía necesaria para el desarrollo de la zona en tendidos eléctricos y conducciones de combustible. Bajo su estructura, deja 67 m de altura para el paso de los barcos a través de la bahía. El Golden Gate constituyó la mayor obra de ingeniería de su época. Fue pintado con urgencia para evitar la rápida oxidación producida en el acero de su estructura por el océano Pacífico.

Una torre completa estaba compuesta de una gran cantidad de celdillas de acero que se mantenían unidas gracias a 600.000 remaches. Las celdillas formaban una especie de colmena con un diseño tan laberíntico que los hombres podían perderse dentro simplemente con tratar de bajar desde arriba.

Los dos pilones del puente tienen una altura de 227 m cada uno y se fabricaron con bloques de acero vacíos, apilados unos sobre otros y unidos entre sí con 1,2 millones de remaches también de acero.

El puente se halla suspendido de dos cables de acero —que van de orilla a orilla— soportados por los pilones de la estructura. Para formar cada uno de estos cables, cuyo diámetro es de 92,4 cm., se entrelazaron más de 27.000 alambres de 5 mm. de grosor.

Estos «cordones gigantes» se fijaron a potentes anclajes de hormigón dispuestos en las dos orillas.

Materiales:

- El cemento requerido para los pilares y los anclajes del puente sobre el Golden Gate habría sido suficiente para construir una carretera desde Nueva York hasta San Francisco.

- Fueron necesarias 83.000 toneladas de acero estructural y 245.000 toneladas de cables.

- El acero por el hierro o alguna aleación.- El cemento por la grava.- Los cables por cadenas de hierro.

Funcionamiento:

- Tipo de construcción: Puente colgante.- Longitud total: 2.727 m - Peso: cables tensores: 245000 tn.

estructura base 83000 tn. 1 torre: 11000 tn.

- Números de Remaches: 600.000 en cada torre

- Abertura: 1 .280 m - Anchura: 25 m - Pilares: 2, cada uno de 227 m de altura.

Cada torre está formada por 25.000 cables individuales. Además de sostener la calle suspendida, los cables transmiten compresión a las torres y a los amarres del puente a cada extremo de la construcción.

En cuanto a las aceras, es decir, sólo para ser utilizado por los peatones en el este. Apertura y cierre están garantizados por las puertas automáticas..

Recubrimiento exterior:

Pintado de color rojo por fuera, las torres, los tensores y las bases de las torres, evitar la corrosión por la humedad y salinidad del mar y a la vez una expresión de estética agradable para el público.

Luces cargas máximas:

- Longitud del puente: 1.350 metros.- Altura de las torres: 256 metros.- Altura sobre el agua: casi 71 metros en el centro del puente.

Además, esa altura puede variar en más de 5 metros, ya que con el calor, los cables se dilatan y el puente “baja”.

- Las torres fueron construidas a 245 metros sobre el nivel del agua del canal.

- El puente Golden Gate realiza los esfuerzos de flexión y tracción.- Peso total de 350000 tn.

Esfuerzo de tracción: Cuando los cables de acero se jalan y evitando que la estructura caiga por su propi peso.

Esfuerzo de compresión: en el punto crítico por la flecha de 1 m. de mas que tiene, tratando de aplastarse, es por eso que están los tensores menores que jalan la base y se sujetan a los cables principales, funcionando como todo un sistema.

Las torres también funcionan a compresión captando todas las cargas evitando que se aplaste y hunda por el cimiento de gran magnitud que tiene.

Distribución de fuerzas:

ESTRUCTURAS ESPACIALES

PARABOLOIDE

El paraboloide es la superficie generada por la rotación de una parábola alrededor de su eje de simetría.

Es similar a una silla de montar, donde las cargas se transmiten al centro pero estas a la vez las transmiten a los costados todo se direcciona a los bordes, impidiendo que se caiga.

PUNTO BASE

CARGAS PRINCIPALES

TENSORES MENORES

TORRES RECIBEN CARGASPUNTO CRÍTICO

RESTAURANTE LOS MANATIALES DE XOCHIMILCO (México)(Félix Candela)

Concepto:

Durante el siglo XX, Xochimilco fue (y sigue siendo) un sitio de recreo para los habitantes de la Ciudad de México, que domingo a domingo paseaban por los canales en las llamadas “trajineras” (embarcaciones de madera) por el lago del mismo sitio, recreándose con los jardines flotantes que existen aquí.

Candela no quiso desentonar con la tradición y la belleza que la naturaleza proporcionaba a este lugar, por lo que decidió proponer un edificio con características que lo hiciesen participe de estos jardines, como objeto que flota a partir de su estructura que, asemejándose a una flor de loto que flota sobre el agua, logra este efecto

La decisión de candela fue el diseño de una bóveda de planta circular, formada por la intersección de ocho gajos provenientes del encuentro de cuatro paraboloides hiperbólicos (superficie semejante a la de una silla de montar a caballo) .

Espacios:

El resultado fue una especie de nenúfar con apariencia de flotación con cerca de 42 m de diámetro y paraboloides de 25x30m en el inicio de su desarrollo, contando con una altura máxima de 8.25m y que en el interior se reduce a 5.90 m de natural.

Bajo este se encuentra el salón o sala enorme que cobija un restaurante con mesas y sillas en la parte donde los gajos se alzan para dar paso a las carpinterías metálicas. Al centro podemos encontrar una gran pista donde se llevan a cabo bailes dentro del restaurante o ceremonias debido a la reunión de gente en el lugar.

A su cobijo pero a un costado se alzan muros independientes que contienen los servicios del restaurante, como la cocina, los sanitarios, el vestíbulo de acceso, etc. En la parte del acceso se cuenta con un parking para aproximadamente veinte automóviles.

Estructura y Materiales

Su encofrado es más simple que el de una bóveda formada para la intersección de cilindros, por tener dos sistemas de generatrices rectas. Además al estar constituida por superficies no desarrollables es mucho más rígida y permite construirla con espesores menores.

La madurez e intuición de Candela permitió eliminar la viga del borde y concentrar la descarga del peso de la estructura en los apoyos de arranque que se encuentran remetidos en el borde externo de los paraboloides. A primera vista se ve el labio de hormigón que nunca toca la tierra y que mantiene el vuelo.

En los bordes de las parábolas frontales podemos apreciar como se cierra el espacio a partir de placas de cristal con carpinterías metálicas de 2.40 x 2.40 metros.

Planos

Diagrama explicativo de la estructura formada por la silla

creada a partir de los paraboloides

Planta

Isométrico en malla

HIPERBOLOIDE

Es una superficie de revolución creada mediante el giro de una hipérbola, alrededor de uno de sus ejes de simetría dentro de las coordenadas cartesianas.

Las cargas van hacia el centro.

CATEDRAL DE BRASILIA

Niemeyer buscó una forma compacta y limpia, un volumen capaz de surgir con la misma pureza desde cualquier perspectiva y a la vez, de profunda expresión religiosa.

En el exterior la estructura aérea naciendo de la tierra, es un grito de fe y de esperanza; después, la galería situada en penumbra para preparar a los fieles al espectáculo religioso; en fin, los contrastes de luz y los efectos exteriores, los fieles se alejan del mundo y se proyectan entre la catedral y los espacios infinitos.

Definición del sistema estructural:

Se concluye que la estructura es una cascara de concreto en forma de hormigón, pertenece al sistema no convencional.

La estructura hiperboloide está construida de hormigón, y parece que con su techo de vidrio se alzara abierto hacia el cielo. hiperboloides de revolución, en donde las secciones son asimétricas. La estructura hiperboloide en sí es el resultado de 16 idénticas columnas. Estas columnas, que tienen una sección hiperbólica y pesan 90 toneladas, representan dos manos moviéndose hacia el cielo.

Materiales:

- Uso del hormigón blanco para el recubrimiento.- Uso del vidrio para la cobertura y y vidrios de colores en el interior

para mostrar sensaciones.- Uso del acero para el enmallado de la estructura interna del

hiperboloide.

Funcionamiento:

Se concluye que toda la estructura se soporta por las 16 columnas que pesan 90 toneladas cada una, las cargas de cada una se dirigen hacia el centro, la parte critica, en la cual tiene refuerzos y funciona a compresión y de ahí las transmite hacia el suelo.

Cerca de la entrada hay cuatro estatuas conocidas como los Cuatro Evangelistas. Finalmente, en sus diseños, Niemeyer combinó técnicas y materiales modernistas con líneas curvas, y la libre utilización de reminiscencias del barroco brasileño.

Niemayer tenía tendencias políticas comunistas y confiaba en que en algún futuro este régimen se instaurara en Brasil. Niemayer diseño la catedral de forma que cuando Brasil sucumbiese al comunismo se pudira acceder al templo restando importancia a las estatuas.

Casi toda la estructura pesa 2000 toneladas.

Deformaciones:

No sufre deformaciones solo carga su propio peso, peligro del viento y sismos.

Recubrimiento interior:

Para el recubrimiento interior lo que se uso es vidrio porque quería mostrar la transparencia de lo que debe ser una iglesia, cubierta abierta hacia el cielo, como la iluminación de dios.

Luces cargas máximas:

La catedral de Brasilia tiene 40 metros de altura y capacidad para 4 mil personas. La base del edificio es circular y de unos 60 m de diámetro. Su techo de cristal mate, comienza en la planta y cuenta con el apoyo de 16 columnas curvas. Su estructura circular evita la existencia de una fachada principal.

Su nave estaba hundida a lo largo de 70 metros de diámetro, de manera longitudinal a pesar de la planta circular de la Catedral. Su interior está decorado con vidrieras.

Solo carga su propio peso, no hay sobrecarga externa.

VIGAS LAMINADAS ESTRUCTURALES DE MADERA

Definición de madera laminada encolada:

Los elementos de madera laminada estructural (MLE) son piezas de sección transversal rectangular de ancho fijo y altura constante o variable y de eje recto o curvo, constituidos por láminas o tablas unidas en forma irreversible con un adhesivo específicamente formulado.

El espesor normal de las láminas varía entre 20 y 45 mm. Los elementos de madera laminada encolada no deben contener, bajo ninguna circunstancia, clavos o grapas como elementos vinculantes de las tablas.

El encolado es la vinculación más efectiva, no acarrea disminución de sección y su efectividad aumenta en algunos casos la resistencia nominal de las secciones.

Características:

Actualmente, la madera laminada es un material que ha obtenido un espectacular desarrollo técnico y sus prestaciones superan ampliamente a las que ofrecen otro tipo de materiales constructivos.

Este nuevo producto tiene una característica diferenciadora de la estructura metálica convencional:

* La posibilidad de obtención de vigas de diferentes formas: curvas, triangulares, trapezoidales...

* La posibilidad de grandes luces con vigas de gran canto.

* La estética de la madera al natural.

* Gran calidad de acabado superficial

* Gran resistencia a la humedad y al fuego.

La madera laminada tiene una buena acogida en aquellas instalaciones en las que la decoración tiene una gran importancia, puesto que es un gran producto de gran estética por la calidad visual y por las formas redondeadas que puede adoptar.

Ventajas:

- Excepcional resistencia al fuego:

Bajo la acción del fuego se produce una carbonización en la superficie de la madera que actúa como aislante, impidiendo la propagación de la llama hacia su interior. Así, las propiedades mecánicas del núcleo de pieza permanecen intactas, garantizando la estabilidad de la estructura durante más tiempo que el que ofrecen otros materiales.

- Belleza en todas sus formas

La madera laminada ofrece una versatilidad sin límites para la creación arquitectónica, siendo especialmente adecuada en grandes luces. La flexibilidad en la elección de las formas permite alcanzar unas cotas estéticas únicas, tanto a nivel interior como exterior, incrementadas por la belleza natural de la madera.

- Propiedades aislantes:

La madera actúa como aislante a todos los niveles: acústico, térmico, eléctrico y magnético, logrando espacios confortables y seguros.

- Facilidad de montaje:

Las vigas llegan a obra totalmente terminadas, simplificando significativamente el proceso de montaje y consiguiendo unos plazos de entrega reducidos.

Mantenimiento y duración:

La madera laminada se mantiene inalterable a lo largo del tiempo, sin perder ninguna de sus propiedades y sin sufrir dilataciones. Estos factores posibilitan que el mantenimiento que requieren las estructuras sea mínimo.

HORMIGON PRETENSADO

AUDITORIO DE TENERIFE (Arq. Santiago Calatrava)

El elemento que llama más la atención es la cubierta:

Una estructura aérea llamada Ala, que parte de una base de 60 metros de largo desde el lado del edificio que mira a la ciudad. En la subida, que mira hacia el nordeste hacia la plaza situada enfrente del mar, el Ala se estrecha y se reduce para terminar en punta de lanza, a 98 metros de la base de su arco.

En tres puntos, la cubierta se apoya en el cuerpo principal de forma cónica del Auditorio, formado por un doble revestimiento de hormigón, cada capa del cual tiene 70 metros de anchura por 30 metros de altura.

Los dos revestimientos externos, llamados también "velas", que tienen un espesor de 30 cm, encierran un área perimetral, el recibidor, que sirve tanto de reducto como de barrera contra los ruidos del exterior.

Los revestimientos internos, de 50 cm de espesor, encierran la sala principal.

Arcos de hormigón en hojas cilíndricas circundan, a ambos lados del Auditorio, las cristaleras de entrada, creando un evidente contraste con el cuerpo principal del edificio.

Los arcos laterales sirven también para transmitir a los cimientos la carga de los revestimientos de hormigón. Del lado del mar, una estructura más pequeña, en caja, ha sido aprovechada para crear un bar en terraza que se asoma a la plaza. La geometría curva de la sala de concierto es el elemento que ha determinado tanto la forma como la estructura del edificio.

Hormigón pretensada:

Se denomina hormigón pretensado (en América concreto presforzado) a la tipología de construcción de elementos estructurales de hormigón sometidos intencionadamente a esfuerzos de compresión previos a su puesta en servicio. Dichos esfuerzos se consiguen mediante cables de acero que son tensados y anclados al hormigón. El objetivo es lograr que parte de las tracciones que producirían las cargas de servicio se traduzcan en una disminución de la compresión ya existente en el material.

Fabricación:

El hormigón se vierte alrededor de tendones tensados. Este método produce un buen vínculo entre el tendón y el hormigón, el cual protege al tendón de la oxidación, y permite la transferencia directa de tensión. El hormigón o concreto curado se adhiere a las barras, y cuando la tensión se libera, es transferida hacia el hormigón en forma de compresión por medio de la fricción. Sin embargo, se requieren fuertes puntos de anclaje exteriores entre los que el tendón se estira y los tendones están generalmente en una línea recta. Por lo tanto, la mayoría de elementos pretensados de esta forma son prefabricados en taller y deben ser transportados al lugar de construcción, lo que limita su tamaño. Elementos pretensados pueden ser elementos balcón, dinteles, losas de piso, vigas de fundación o pilotes.

Ventajas del hormigón pretensado:

La resistencia a la tracción del hormigón convencional es muy inferior a su resistencia a la compresión, del orden de 10 veces menor. Teniendo esto presente, es fácil notar que si deseamos emplear el hormigón en elementos, que bajo cargas de servicio, deban resistir tracciones, es necesario encontrar una forma de suplir esta falta de resistencia a la tracción.

Normalmente la escasa resistencia a la tracción se suple colocando acero de refuerzo en las zonas de los elementos estructurales donde pueden aparecer tracciones. Esto es lo que se conoce como hormigón armado convencional. Esta forma de proporcionar resistencia a la tracción puede garantizar una resistencia adecuada al elemento, pero presenta el inconveniente de no impedir el agrietamiento del hormigón para ciertos niveles de carga.

ESTRUCTURAS TUBULARES ESPACIALES MONOCAPA

Introducción:

Este capítulo es el segundo de una serie de artículos que escribo sobre estructuras espaciales. El primero trataba sobre estereoestructuras y como manifesté anteriormente surge de los frecuentes pedidos que recibo de Estudiantes de Ingeniería y/o Arquitectura solicitando información detallada sobre este tema. Después de estar navegando e investigando en la web, no he encontrado buen material instructivo al respecto, cosa que me motivo para realizar una serie de capítulos sobre estas fascinantes estructuras.

Que es un domo o una cúpula geodésica?:

Es una estructura espacial reticulada compuesta por barras y nudos que unidos entre sí forman un tejido sinérgico extremadamente resistente y liviano. Con estos elementos por lo general se montan entramados monocapas y cuando las dimensiones de diseño son muy grandes (más de 80 mts. de diámetro) se usan dos mallas o capas paralelas externas y una malla interna conectiva.

Las cúpulas o domos geodésicos se diseñan a partir de un poliedro denominado icosaedro, que está constituido por 20 triángulos equiláteros. Proyectando las aristas de estos triángulos planos a una superficie esférica originamos triángulos equiláteros curvados. Y así creamos un domo o cúpula geodésica.

A partir de aquí, dependiendo del tamaño y el uso, se efectúa una nueva subdivisión de estos triángulos equiláteros curvados en una nueva retícula de triángulos más pequeños, lo que origina la denominada frecuencia de la que estará compuesta el domo o cúpula geodésica. Cuanto más alta la frecuencia, más barras y nudos intervienen en su composición, y más esférico o curvado resultara.

La estabilidad optima de una cúpula o domo se alcanza con una red esférica completamente cerrada y con apoyos simétricos en toda su base o ecuador. Aberturas en la misma perjudican la estabilidad de la misma, como así también las cargas del viento originan fuerzas adicionales considerables y requieren una construcción especial del nudo de apoyo.

Geometría de las cúpulas monocapa:

La morfología de las cúpulas monocapas siguen habitualmente un esquema geométrico relativamente simple. Los dos parámetros que intervienen son:

- El numero de lados del polígono cenital.

- El numero de círculos. (dependiendo del área que se va a cubrir).

El modo de `proceder para determinar el número de coordenadas de los nudos que definen la estructura. Para los valores de Ly H dados, las coordenadas los nudos pueden obtenerse con gran facilidad, y a partir de ellas, determinar las coordenadas en el sistema de referencia del plano cartesiano.

Definida la geometría el dimensionamiento de las barras, corresponderá a la tarea de diseño basada en el análisis estructural.

Lógicamente, el acoplamiento entre geometría y dimensionamiento requerirá un proceso iterativo, hasta llegar a una solución optimizada.

Para unos valores de Ly H dados, las coordenadas polares de los nudos pueden obtenerse con gran facilidad y, a partir de ellas, determinar las coordenadas de referencia en el sistema cartesiano.

Definición de términos:

- Barras : Piezas o elementos rígidos (trabajando a compresión) prismáticos o cilíndricos, lineales y rectos, esbeltos, de sección mínima comparada con sus otras dimensiones capaces de conducir esfuerzos atracción o compresión a lo largo de su eje baricéntrico. Las barras pueden estar formadas por tubos redondos o cuadrados, ángulos, barras o planchuelas, o una combinación de estas formas.

- Nudos: son los puntos de concurrencia de las barras. Un nudo puede estar compuesto por uno, dos o tres elementos que tienen como finalidad unir firmemente las barras concurrentes. En caso de unir los extremos de las barras con soldadura, es esta misma soldadura uniendo y fundiendo las barraque actúa de nudo.

- Geodésico: Divisiones geográficas de la tierra, como también el acto de dividir la tierra.

Ventajas de la cúpula monocapa:

La principal ventaja que tiene esta cúpula es la relación peso-resistencia- volumen. La esfera es la forma geométrica que más volumen contiene en relación a su área. La liviandad de sus componentes unidos formando grandes placas laminares sinérgicas dan una extraordinaria resistencia en relación a los relativamente pocos componentes que lo conforman. La facilidad de ensamble de sus partes

es otra ventaja muy importante, ya que permite que una amplia red social pueda construir con prácticamente ningún conocimiento o poca dirección de obra.

Desventajas de la cúpula monocapa:

Una de las principales desventajas de esta cúpula es que a mayor área que se tenga que cubrir se correrá el riesgo de que se produzca un pandeo global de la estructura para ello se cuenta con un sistema de estructura bicapa donde cubre mayores proporciones.

LAS CUBIERTAS MÓVILES

Introducción:

Los promotores de eventos multitudinarios, tanto públicos como privados, necesitan cada vez más edificios con un aforo importante y al mismo tiempo dotados de una gran flexibilidad. En este contexto aparecen los modernos espacios cubiertos construidos con la posibilidad de descubrirse total o parcialmente en unos pocos minutos.

Movimiento y propulsión

Existen distintas configuraciones geométricas para poder descubrir total o parcialmente el espacio cubierto. Las posibilidades de movimiento, dependen fuertemente de la configuración arquitectónica del conjunto del edificio y de la parte de la cubierta que permanece fija. Dos de los movimientos más frecuentes, son:

- Movimientos sobre superficies esféricas. En estos casos los movimientos posibles en planta son el resultado de un giro respecto al centro de la esfera de la cubierta fija. Solución propuesta para:

PLAZA DE TOROS (Tarragona)

- Movimientos sobre superficies planas. En este caso son posibles las traslaciones y las rotaciones de eje horizontal o vertical, o combinaciones de traslaciones y rotaciones. Esta es la solución propuesta para:

CAJA MÁGICA (Madrid, España)(Complejo deportivo de tenis)

El complejo deportivo fue diseñado por el arquitecto francés Dominique Perrault. Los materiales principales empleados en La Caja Mágica, de forma cubicular, son el acero, el aluminio y el vidrio. Presupuestado inicialmente por 100 millones de euros, la factura total ascendió hasta los 294 millones de euros.

Se estructura en torno a dos edificios principales, La Caja Mágica y el Tenis Indoor.

La Caja Mágica alberga tres pistas con cubiertas móviles, instaladas de tierra batida. La pista central (llamada oficialmente EstadioManolo Santana) ofrece capacidad para 12.442 personas. Las pistas menores disponen de 2.923 (Estadio Arantxa Sánchez Vicario) y 1.772 asientos respectivamente.

El Tenis Indoor alberga once pistas cubiertas de menor tamaño. Dispone asimismo de las instalaciones correspondientes a su función como club deportivo.

Cubiertas: Conjunto

Planta de cubiertas (cerradas)

Planta de cubiertas (abiertas)

Cubierta 1: Cerrada/abierta

Cubierta 1: Mecanismos

Cubiertas 2 y 3: Cerrada/abierta

Cubiertas 2 y 3: Cerrada /abierta

Cubiertas 2 y 3: Mecanismos

Imágenes de cancha de Tenis (cerrada, cubierta en rotación, cubierta trasladada)

Sistemas de propulsión o empuje: Estos se pueden clasificar, en función de la forma de la aplicación de la fuerza de tiro o empuje sobre las partes móviles, en:

- Motorización. Consiste en la aplicación de un par mediante un motor acoplado a las ruedas sobre las que se apoya la parte móvil de la cubierta. En aquellos sistemas con pendientes altas el sistema de rodadura suele consistir en una cremallera dentada. En estos casos el par motor se aplica sobre una rueda dentada en la que apoya la cubierta móvil. Solución empleada en la Cubierta de la Plaza de Tarragona, y en la Cubierta de la Plaza de Aranda de Duero

Cubierta de la Plaza de Aranda de Duero

- Tracción con cable: En este caso, la fuerza tractora procede de un sistema de cables que se mueve mediante un polipasto motorizado, que actúa en las dos direcciones. El sistema de rodadura puede ser mediante ruedas o rodores en el caso de fuertes cargas verticales. Este sistema es el empleado en la Cubierta de la Plaza de León

Cubierta de la Plaza de León

- Sistemas hidráulicos . Una tercera posibilidad es el desplazamiento o giro mediante el empuje generado por cilindros hidráulicos telescópicos, que transmiten la carga axil necesaria para movilizar la cubierta. Este sistema ha sido empleado en la Plaza de Arroyo de la Encomienda

Plaza de Arroyo de la Encomienda

Estos sistemas, pueden ser usados también de forma combinada. La idoneidad de uno u otro depende fundamentalmente del tipo de movimiento a efectuar, de las cargas a mover y de las pendientes a salvar por la parte móvil. Es éste un tipo de actuaciones en los que la colaboración de arquitectos, ingenieros estructurales e ingenieros mecánicos es fundamental para el adecuado desarrollo del proceso proyectual

Materiales:

Los materiales, tanto los empleados como elementos resistentes, como aquellos que constituyen los sistemas de cerramiento, son los elementos visibles en los que se materializa el concepto arquitectónico y estructural de la obra.

Existen en la práctica, un gran número de combinaciones posibles entre los materiales estructurales (acero, madera, aluminio y materiales compuestos), y los del sistema de cobertura: chapa, madera, vidrio y membranas textiles con sus variedades opacas(PVC y teflón), y transparentes (ETFE). En la combinación acertada de estos materiales radica el éxito de la actuación.

CONCLUSIONES:

El desarrollo de la ingeniería estructural y mecánica de las últimas décadas, unido a las demanda de grandes espacios para espectáculos, ha permitido el auge de las construcciones móviles de gran luz. La gran cantidad de situaciones proyectuales unida a las posibilidades tecnológicas, han abierto una línea de desarrollo que se verá reflejada en el futuro en el que resulta primordial la creatividad del ingeniero estructural.