FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL www.skyscrapercity.com www.virtual.unal.edu.co ESPACIO ACADÉMICO FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL DOCENTES ARQ. RAUL ROJAS HELMUT RAMOS CALONGE www.panoramio.com

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

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES 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. Wyss Garden Center, 1961 Solo Thurn, Suiza. http://de.structurae.de Restaurante Los Manantiales, Xochimilco, 1958. www.soloarquitectura.com Determinan la imagen del edificio, o parte de este, al tiempo que determinan el espacio interior: ARQUITECTURA = ESTRUCTURA

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS Requisitos: 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. Continuidad de la superficie y una forma adecuada, se pueden considerar como el segundo requisito de las superficies portantes. 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

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS CLASIFICACIÓN 1. Cáscaras 1.1. Clásticas 1.2. Sinclásticas 1.3. Anticlásticas 2. Plegaduras 2.1. Prismáticas 2.2. Piramidales

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS 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.

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS 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”

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS Templo Bahá'í Delhi India. www.lh3.ggpht.com

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS 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.

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS 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. architecturerevived.blogspot.com

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS www.portalevlm.usal.es 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.

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS 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.

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS 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

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS Pabellón de rayos cósmicos de Félix Candela de 1951, Monterrey. www.panoramio.com Restaurante del Oceanográfico de Valencia, Felix Candela. www.fundacioncac.es

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS Edificio en la Universidad de Piura, Perú, Félix Candela. www.incas.org.pe

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS Cascarón hiperboloide de concreto reforzado de 48.8 m de diámetro. Planetario McDonnell, San Luís MO. Hellmuth, Obata &Kassabaum. 1963. www.digistardomes.org.

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS 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. Son eficientes en cubiertas, donde las cargas se reparten uniformemente. Prismáticas Piramidales

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS Comportamiento Estructural. Rigidizar bordes: 1. Rigidizadores o atiesadores de borde (Largos) Tensores (Cortos) Muros (Cortos) Vigas de apoyo en los largos, sirve para rigidizar.

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS Las prismáticas las hay Cortas y Largas Laboratorios UNAL sede Manizales. www.virtual.unal.edu.co

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS 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.

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS Sala conferencias UNESCO. www.unesco.org

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FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS Foa-Yokohama. Aeropuerto en …www.arquitour.com www.arquitour.com

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS Capilla de la academia Fuerza aérea Colorado E.U. www.static3.lineupblog.com

FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL SISTEMAS PORTANTES PLEGADURAS Y CÁSCARAS 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.