VELARIAS (2)

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOFACULTAD DE INGENERIA CIVIL SISTEMAS Y ARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL DE ARQUITECTURA

CARPAS O VELARIAS

Palacio de Minería, D.F.

DOCENTE• REQUEJO IZQUIERDO LUIS• MENDOZA LINARES RONALD FREDY•ARQ. CHAFLOQUE CASTRO, Wilder EQ

UIP

O

METODOLOGIACONSTRUCCIONES ESPECIALES II

CARPAS VELARIAS

INTRODUCCION d) PROCESO CONSTRUCTIVO1.

e)f)g)

USOS Y APLICACIONESTIPOSELEMENTOS Y MATERIALES

2. CONCEPTUALIZACION

3. ANTECEDENTES HISTORICOS

4. COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA 6. MODELOS ANALOGOS

5. ANALISIS 7. VENTAJAS Y DESVENTAJAS

a)b)c)

CARACTERISTICASPROPIEDADES FISICASPROPIEDADES MECANICAS

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II INTRODUCCION

Una de las características que históricamente han definido a laarquitectura como actividad trascendente para el ser humano ha sidoproporcionarle un REFUGIO Y MANTENERLO A SALVO DE LASINCLEMENCIAS DEL TIEMPO. La manera por excelencia de alejarlo delos rayos del sol, la lluvia y el viento ha sido MEDIANTE MUROS YCUBIERTAS.

Las estructuras que ahora definen los espacios en la arquitectura sonde posibilidades más amplias, y eso nos ha llevado a entender elespacio como una forma más libre, delimitada por elementos MÁSLIGEROS Y SIMBIÓTICOS.

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II INTRODUCCION

Una de las tantas formas en que hemos desarrollado estructuras

que generen espacios ha sido mediante membranas, que aplican principios físicos que hasta hace no mucho tiempo no eran usados con fines arquitectónicos.

LA NATURALEZA LIGERA Y MOLDEABLE de estos sistemas les otorga una calidad plástica muy importante que se conjuga con su resistencia y utilidad. Volviendo a la importancia de estos sistemas, se hace patente que un punto en común de muchos deellos es la escala de los proyectos en que son aplicados.Las velarias, lonas

sobre por

y semejantes son el resultado de la

investigación

INSALVABLEScómo RESOLVER CLAROS MUY GRANDES,

medio de los métodos tradicionales

constructivos, y en

membranas.cambio ágilmente trazados con cables y

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II CONCEPTUALIZACIÓN

Una velaria es una CUBIERTA LIGERA conformada por

una superficie hecha de lona o material textil cuyas cargas a tensión son transmitidas de la lona a lospostes o puntos de anclaje en algún elemento

estructural ya sea muro o columna metálica.

Como puede verse las velarias parten en su origen de las velas delos barcos y carabelas antiguas, es obvia su parecido. Nada másque en vez de servir para impulsar una nave marítima, se utilizapara cubrir espacios y dar abrigo y sombra.

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II ANTECEDENTES HISTORICOS

El origen de las velarias se remonta a

muchos años atrás cuando el hombre primitivo abandono las cuevas y comenzóa ser nómada buscando su subsistencia.

En las tierras de américa siglos después En Asia central los nómadas de lase logró un tipo de refugio en actualidad utilizan unas estructurasNorteamérica llamado “TIPI” hecho de llamadas “YURTS” hechas de MADERAVARILLAS DE MADERA Y PIELES DE Y RECUBIERTAS DE FIELTRO. Su

Por medio DE PIELES, TRONCOS Y BÚFALO, lo cual les daba abrigo de la

intemperie.facilidad de armado hace común el

uso de estos refugios.HUESOS confecciono sus primeros

REFUGIOS MÓVILES cuya

remonta a los 15 mil años.antigüedad se


El uso de lona

escomo elemento deExisten otras variantes de estructuras

textiles con tensores y estacas que le dan rigidez a la techumbre. Esto lo vemos en gente nómada moderna que requiere movilidad.

En la antigüedad en el circo romano se

utilizaba en algunos casos velarias para techumbre muy común en la

actualidad en los circos, y al igual que

en las carpas móviles se puede armar y desarmar para moverlas a otra ciudad.

dar sombra en las gradas, tal fue

caso del coliseo donde se suponeel

seysostenía con postes de madera

velarias de tela de lino.


USO MODERNO DE LA VELARIAS

J.S. DORTON ARENA, CAROLINA DEL NORTE, 1952El J.S.Dorton Arena fue una de las primeras cubiertas cable.Diseñado por los arquitectos Mateo Nowicki

William Henley, cuenta con dimensiones de 92y Deitrich

m x 97 my el techo se encuentra suspendida entre dos arcosparabólicos de hormigón armado entrecruzados entre sí,tumbado en dos planes que forman un ángulo obtuso, yapoyado por columnas de acero cubiertas de hormigón. Lared de cable está formada por 47 cables de suspensiónque soportan el techo.


USO MODERNO DE LA VELARIAS

YOYOGI NATIONAL GYMNASIUM, TOKIO, 1964.

Diseñado en 1960 por el arquitecto Kenzō Tange, y construida en 1964. El plano del estadio más grande está en la forma de dos semicírculos, ligeramente desplazados en relación con un otro, con sus extremos alargados verticalmente en dos puntos. Las entradas se encuentran en los lados cóncavos. El estadio más pequeño tiene una forma de espiral logarítmica con su cenit el punto de origen. Los techos están apoyados sobre pilares de hormigón armado, se componen de un sistema de cables de acero sobre el que las placas de acero esmaltado se sueldan. Las formas curvas de los techos sirven para hacerlos más resistentes al viento,que puede alcanzar fuerza de huracán en la región.

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA

Forma y comportamiento de las estructuras textilesLa forma y comportamiento físico de

delas

lasestructuras textiles difiere mucho

convencionales estructuras de pórtico rígidas

que se usan en la

proyectistas de lasmayoría de los edificios. Los

estructuras textiles tienen encuenta tres factores

elecciónestructurales

fundamentales: la de la forma

superficial, los niveles de pretensado y

la deformidad de la superficie. Hay que

considerar también el ambiente interior, al igual

que la elección del tipo concreto y

la transparencia de la

utilizar.membrana que se vaya a


FORMA DE LA SUPERFICIE

La mayoría de las estructuras textiles contemporáneas tienen como base una geometría de superficie Anticlástica.

Hay cuatro tipos genéricos de superficies Anticlástica de uso común: EL CONO, LA SILLA DE

MONTAR, EL PARABOLOIDE HIPERBÓLICO Y LA DE VALLES PARALELOS. En esencia, cada una de ellas está constituida por cuatro elementos alabeados, en los que el grado de alabeo depende de la elección de las condiciones perimetrales. Al proyectista le corresponde la elección de un conjunto de condiciones de borde en el proceso de definición de la forma de la membrana. Las condiciones perimetrales son las disposiciones de todos los elementos que están en contacto con la membrana y soportan los cables, mástiles, arcos, vigas, etc. Por ello,cada superficie es el resultado de la elección de unas condiciones de borde determinadas.


En cada nodo que se resulta de la intersección de los cables se

genera una curva en direcciones opuestas (lo que anteriormente llamamos plano anti clástico), un cable haciendo presión hacia abajo y el otro en sentido opuesto.

Sinclástica: Superficie que

posee curvaturas similaresen un punto dado. Por

ejemplo esferas y globos.

Superficie SinclásticaAnticlástica: Los centros decurvatura en direccionesortogonales de las membranasse encuentran en los LADOSOPUESTOS DE LA SUPERFICIE.Por ejemplo un hiperboloideparabólico.Superficie Anticlástica


PRETENSADOEl pretensado contribuye de manera significativa a la rigidez de una membrana, debido a que sus componentes de curvaturainteraccionan para retener lo que de otro modo seríanimportantes deformaciones,cilíndricas.

típicas de superficies planas o

Los valores de pretensado que se usan en la prácticarepresentan una pequeña proporción de la resistencia última dela membrana. Es un compromiso por parte del proyectistaelegir la fuerza de pretensado adecuada para cada instalación.

Debe ser lo suficientemente bajo para que el proceso deinstalación de la membrana no sea muy complicado y debe serlo suficientemente alto para mantener un pretensado suficientetras las perdidas por fatiga del material de la membrana a lolargo del tiempo.


DEFORMIDADA diferencia de lo que ocurre en los modos

de construcción delos edificios más convencionales, la

deformidad se consideracomo característica útil e importante de las

estructuras textiles.Además, las deformaciones que se desarrollan en el materialde la membrana son de mayor magnitud que, por ejemplo,el acero. Todo ello tiene el beneficioso efecto de que lastensiones no aumenten linealmente con cargas aplicadasdebido a los cambios geométricos que se dan en la superficie,en su conjunto.

Por ejemplo, al soplar el viento sobre una membrana cónica,éste hace que el mástil articulado se incline a favor del viento,permitiendo cambios en la curvatura de la superficiea barlovento que atenúan el aumento de las tensiones de lamembrana en esa zona, a la vez que las curvaturas de lamembrana a sotavento actúan para estabilizar el mástil.


AMBIENTE INTERIORLa arquitectura textil

construye con membranas flexibles

que permiten una gran libertad arquitectónica,una iluminación natural en el interior y la valorización delas superficies de las cubiertas.

La luz natural es indisociable de la arquitectura textil, es suprincipal ventaja. La iluminación natural determina en buengrado el confort visual de los usuarios y es un elemento queestructura un proyecto. En un número creciente de países,las recomendaciones oficiales, vía de textos reglamentarios,promocionan el aporte de la luz natural. La luz naturalgenerada por una cubierta textil juega un papel decisivo enmateria de seguridad. Ofrece una luz cenital que se repartepor toda la superficie de la cubierta, evitando así, zonas desombra en los puestos de trabajo y de almacenaje.

5. ANALISISCONSTRUCCIONES ESPECIALES II

a) CARACTERISTICAS

Las estructuras textiles proporcionan amplios cerramientos de gran variedad e interés espacial, requieren mínimos elementos de soporte de estructura "rígida" y proporcionan niveles generales de luz diurna natural muy buenos.

Algunas de las razones de principales que favorecen el empleo de las cubiertas textiles sonlas siguientes:

• El peso propio inferior a 1 kp/m2 que, junto con la resistencia y flexibilidad del material,permite obtener cubiertas completas extraordinariamente ligeras, sin correasintermedias, de entre 5 y 10 kp/m2.

• El coeficiente de transmisión de la luz permite el aprovechamiento de la iluminaciónnatural sin necesidad de recurrir al vidrio, cuya rigidez requiere sobredimensionado.

• La puesta en obra es un montaje de elementos prefabricados que se podrán desmontar yreciclar.


b) PROPIEDADES FISICAS

Está asociada a las condiciones de temperatura, humedad yradiación, también a otras como combustión y accidentes.DURABILIDAD

La capacidad para reflejar la radiación y filtrarla es unaspecto importante a la hora de controlar las condicionesinternas de la estructura. Las membranas poseen la

deAISLAMIENTO TERMICO

capacidad de reflejar y absorber radiación en formacalor.

Los textiles de estas estructuras tienen la peculiaridad

deser estructuras muy luminosas debido a la fácil propagaciónde la luz por toda su superficie si se quiere. GeneralmenteTRANSPARENCIAlos factores de transparencia van entre el 10% y50%,aunque se pueden crear superficies mas opacas segúnlos requerimientos de diseño.


RESISTENCIA A LA PROPAGACIÓNDEL RASGADO

INFLUENCIA DE LA HUMEDAD YTEMPERATURAun factor importante de diseño que

c) PROPIEDADES MECÁNICASCuando se produce un rasgado en la tela,esta se puede propagar siguiendo lalínea de corte hasta cierto punto dondeel entramado y configuración de lostejidos internos detienen la propagacióndel corte.

Esinvolucra directamente las condiciones LA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN

Es la principal propiedad de las velarias.Para determinar la resistencia de un cablese calcula el alargamiento por tracción y laresistencia a la rotura.

climáticas del lugar donde se edifique laestructura y del uso que en ella se realice. Elincremento de la temperatura puedereducir la capacidad portante de

70%

lasenmembranas entre un 25% y

condiciones más drásticas

COBERTUTA DE AREA DE MESAS –UNAM - MEXICO

COBERTURA ALMACEN DE AUTOS - HYUNDAISANTA FE - COLOMBIA

COBERTURA DE TERRAZASPIEBLA - MEXICO

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II

Primero, dados cuatro puntos en el espacio que no estén en un mismo plano, hay un único paraboloide hiperbólico que pasaprecisamente por estos cuatro puntos. Esta es la misma propiedad que dice que dos puntos determinan una única recta.Para unir con sendas barras, uno de los pares de puntos de una parte, y el otro par opuesto por la otra.Segundo, sólo se tiene que dejar resbalar otra barra sobre las dos anteriores manteniendo una velocidad constante en losextremos.

C) TIPOS:

Velaria de la Facultad de Química de la UNAM

Paraboloide hiperbólico

TIPO PARABOIDE


C) TIPOS:Se denomina sección cónica (o simplemente cónica) a todas las curvas con intersección entre un cono y un plano; si dicho plano no pasapor el vértice, se obtienen las cónicas propiamente dichas.Se clasifican en tres tipos: elipse, parábola e hipérbola. Un cono circular recto de dos hojas con un plano que no pasa por un vértice. Es unasuperficie engendrada por una recta llamada generatriz, que gira alrededor de otra fija llamada eje, a la que corta en un punto denominadovértice.

Cafetería de la Facultad de Psicología – UNAM MEXICO

TIPO CONOIDE


C) TIPOS:El valle y la cresta representan, en una onda, el movimiento ondulatorio.Esto determina que exista una intensidad (dada por la amplitud entre el punto más bajo de un valle y el más alto de una cresta),

Museo del Petróleo del Bicentenario - MEXICO

CON VALLES Y CRESTAS

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II PROCESO CONSTRUCTIVO

OBRAS CIVILES 21 PLANTILLAS

la membrana para tomar la

Se fabrican los patrones de

forma final, es importante mencionar que la membrana no se estira ni se elonga, se tiene que realizar este proceso para obtener la forma con doble curvatura.

CIMENTACIONESANCLAJES

Esto se refiere al sitio donde va a estar localizada la cubierta como su solución estructural y tecnológica. Lo más importante tanto si la solución es fija o temporal, el montaje debe plantear una manejabilidad adecuada de la lona amontar, su sujeción a la estructura de soporte, hasta obtener los apoyos y anclajes previstos en el diseño para su correcta función.

3 MONTAJEGENERACION DE

FORMA = ESTRUCTURA

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II PROCESO CONSTRUCTIVO

CIMENTACION: Para la cimentación debes de considerary calcularla por volteo.

el cortante, esfuerzos por extracción, momentos máximos

POSTES: En el caso de postes, columnas, vigas, etc., hay que revisarlas por: tensión, torsión, cortante, momento, compresión,etc.

ELEMENTOS DE SUJECION: Debemos de diseñarlos y calcularlos de acuerdo a los esfuerzos que se generan que por lo generalson a tensión (para anclajes, placas base, grilletes, seguros de sujeción, etc).

COLOCACION DE POSTE DE ACEROGALVANIZADO O INOXIDABLE

TERRENO A COLOCAR CUBIERTA COLOCACION DE BASE DE CONCRETO CONELEMENTO DE SUJECION

OBRAS CIVILES

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II PROCESO CONSTRUCTIVO:

Colocación de los arcos estructurales (vigas) Fijar los elementos de sujeción con la base deconcreto (apoyos)

Montaje de Grúa

Anclaje correcto del arco estructural

GENERACION DE PLANTILLAS Y MONTAJE


COLOCACION DE LA MENBRANA TEXTIL Y MALLA SOMBRAS 95 (DOBLE RECUBRIMEINTO)ESTRUCTURAL

ESPARCIIMIENTO DE LA MANTAESTRUCTURAL

GENERACION DE PLANTILLAS Y

MONTAJE


PILOTEO DE LOS TENSORES DE LA MANTAPARA QUE LLEGUE A SU MAXIMO TRACCION

GENERACION DE PLANTILLAS Y

MONTAJE


ACABADO FINAL DE LA VELARIA - PROYECTO DE ESPARCIMENTO EN PUEBLA - MEXICO

GENERACION DE PLANTILLAS Y MONTAJE

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II USO Y APLICACIOBES

Las velarias generalmente cubren superficies limitadas como por ejemplo:

Terrazas Accesos a edificiosEstacionamiento de una vivienda

Área de juegos Campo de baloncesto

Estacionamiento de una vivienda

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II USO Y APLICACIOBES

Las velarias generalmente cubren superficies limitadas como por ejemplo:

Campo de baloncesto

Graderías de un campo deportivo

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II ELEMENTOS Y MATERIALES: FLEXIBLES

Cables:Estos actúan como tensores,refuerzan la membrana textily mantienen al mástil en su

Membrana Textil:Es el elemento que generael recinto o espaciocubierto, es ligero y define

tenso-brindacubrir

posición; cuando varios se la forma de lacolocan varios cables

formaenuna

estructura, ademásformared.

cruzada se la posibilidad degrandes superficies.

Existen dos tipo de relinga: laRELINGAS

Son los refuerzos que se emplean en los bordes de la membrana, ya que en este punto tienden a acumularse las tensiones que la membrana está soportando en

flexible, que se ancla en dos puntosy entre el los 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 serinteriores o exteriores y pueden serde fibra o cable metálico.

todas las direcciones encualquier punto de su superficie.

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II ELEMENTOS Y MATERIALES: RIGIDOS

PUNTOS DE ANCLAJE

Los anclajes brindan estabilidad,introducen y mantienen lastensiones necesarias para fijar lamembrana, el mínimo número deanclajes para una membrana es decuatro. Se pueden distinguir por eltipo de restricción a los esfuerzosque diseñar puntos de anclajesMASTIL Y BORDES RIGIDOSfijos, otros que permiten la

El mástil es un poste vertical que genera la rotación, el giro, o ambos.altura o punto más alto de la carpa velaría,además sostiene y tensa la membranamanteniendo su forma. Tanto los bordesrígidos como los mástiles soportan las fuerzasde tracción y trabajan a compresión, lo que setraduce en un comportamiento a flexión.

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II MODELOS ANALOGOS

TERMINAL MARÍTIMA DE ALICANTE(ESPAÑAJOSÉ LASTRA, GUILLERMO CAPELLÁN, RICARDO MIÑANA. 2003)

En uno de los extremos del edificioaparece el acceso principalenmarcado por esta carpasuperpuesta formada por un mástilprincipal y cuatro secundarios quejunto a los tensores quela anclan alsuelo y sostienen dos membranasinterpoladas.


ESTACIÓN DE METRO EN BRUSELAS(BÉLGICASAMYN AND PARTNERS, 1999)

Esta estación de metro, próximaal hospital Erasmus, en Bruselases una plataforma elevadaacentuada por la ligereza yluminosidad de su cubierta detela tensada a la plataforma seaccede por dos toneles queconducen al hospital lo a la calle.


LABORATORIO DE INVESTIGACIÓN(ITALIASAMYN AND PARTNERS, 1999)

El proyecto está dividido enespaciosinvestigación y

administrativos,servicios técnicos. La

forma de la estructura textilconsiste en un solo volumen enforma de ovalo que alberga a todoel programa la estructura es deunos 15 m de alto en su partecentral consiste en arcos metálicosque se amarran entre sí por cablesdel mismo material en su sentidolongitudinal.

CONSTRUCCIONES ESPECIALES II VENTAJAS Y DESVENTAJAS

espacio sin interrupciones

VENTAJAS DESVENTAJASPermiten crear una gran variedad de diseños. Requieren un mantenimiento constante para garantizar su

durabilidad

Seguras (antisísmicas). En comparación a otros materiales como el concreto o el acero, su tiempo de vida útil es relativamente corto.

Por ser estructuras livianas son fáciles de instalar y transportar. A la hora de diseñar se debe tomar en cuenta que el materialtextil que las constituye presenta unas dimensiones específicas

En cuanto a cubrir espacios pequeños o de poca área no representan la mejor solución, ya que en este caso los costos por metro cuadrado serían mucho más elevados comparado con otros métodos

Reducido tiempo de construcción.

Mínimo consumo de materiales que genera menos costos.

Sumamente resistentes ante las condiciones externas

Ahorro de energía, en cuanto a iluminación y climatización

Aplicables en diversos ámbitos Por último, en caso que la estructura del edificio al que se le quiere instalar la tenso-estructura no brinda puntos de fácil anclaje, habría que introducir nuevos puntos aumentando así los costos de la misma

Notable capacidad para cubrir grandes luces, creando enormes

VELARIAS (2)

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