A Very Rapid Deployable Canopy System
Neil Burford y Christoph Gengnagel
del libro TRANSPORTABLE ENVIRONMENT Theory, Context, Design and Technology Robert Kronenburg
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1. foto Canopy System 2 secuencia de movimiento 3. plantas y alzados 4. estudio levantamiento viga con peso integrado
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Kieler Horn Folding Bridge
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5. foto Puente Desplegable 6. mecanismo de despliegue
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Rolling Bridge Heatherwich Studio, Londres
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7. imagen de la estructura 8. detalle Rolling Bridge
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Biological Structures and Deployable Architectural Structures Maziar Asefi
9. imagenes y croquis de estructuras biologicas
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Prototipo 1
fotos maqueta de estudio carton e hilo
Este prototipo se pliega con forma de acordeòn y se despliega con forma de arco interelacionàndose con otros mòdulos del mismo tipo para formar cùpulas, bòvedas u otra superficie de una o varias curvaturas, unièndose los mòdulos mediante la lona que cubre el espacio. El sistema de despliegue se basa en inferir un movimiento a las tablas de madera a travès de una serie de cables conectadas al estremo de las tablas y a un sistema de bobina motorizada que enrolla el cable provocando un incremento negativo o positivo de longitud en el mismo segùn la geometrìa que deseemos darle admitiendo una cierta variedad de configuraciones del espacio final.
fotos maqueta de estudio levantamiento
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El lugar asì construido resulta facilmente desplegable, pasando de una posiciòn de mìnima ocupaciòn a la posiciòn propia de su funciòn en muy poco tiempo y de forma semiautomatica. Asimismo resulta relativamente fàcil de trasportar de un lugar a otro, todo lo cual resultaba adecuado a la funciòn originalmente propuesta, carpa de festejos compatible con otros usos en el espacio pùblico. Este primer prototipo estaba pensado para construirse con tablas de madera, tornillerìa de acero, cable de acero y una serie de mecanismos auxiliares tecnològicos pero accesibles econòmicamente como bobinas, rotores, etc.
10.foto maqueta de estudio 11. plantas secciònes y imagenes del proyecto inicial
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Problemas constructivos del prototipo 1
Este prototipo adolecìa de una gran cantidad de problemas, unos derivados de su orientaciòn a un tipo de construcciòn de mìnimos y otros de un insuficiente estudio del tema, como pueden ser los materiales escogidos, el tipo de junta, etc. Aunque conseguìa sus objetivos de movilidad y plegabilidad, la transmisiòn de los esfuerzos a compresiòn a travès de la junta mòvil (especialmente importantes cuando trabajaba a modo de arco) y la estabilidad general de la geometrìa del conjunto frente a pandeo y flexiones inesperadas en la junta eran excepcionalmente malas (frente a otras soluciones que màs tarde hemos estudiado).
La junta atornillada es ineficaz para la transmisiòn de esfuerzos de compresiòn y puede generar rozamientos incòmodos para la articulaciòn del movimiento.
Prototipo 3
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Tras localizar estos problemas, realizamos un segundo prototipo con barras inspirado en nuestras investigaciones. En este prototipo funcionarìa de forma similar a una cercha triangular articulada en las uniones entre montantes y barras horizontales inferiores. La parte de la cercha que aguanta esfuerzos a tracciòn se sustituye por cables de tal forma que de forma similar al anterior prototipo inducimos alteraciones en la geometrìa a travès del incremento de longitud en los cables positivo o negativo inducido por un sistema de bobinas motorizadas situadas en la base del cacharro.
12. foto maqueta de estudio 13. secuencia de movimiento
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La estructura de la cercha triangulada al proceder del desdoblamiento en el espacio de una cercha plana y su posterior triangulaciòn contiene una serie de barras que trabajan a baja tensiòn transmitiendo una serie esfuerzos cortantes y estabilizando el conjunto. Estas barras se convierten en la junta articulada que permite el movimiento entre los mòdulos de esta estructura. Para que tras el movimiento esta junta articulada quede fija manteniendo la geometrìa, se emplea una vite sin fin o trasrosca. Por defecto esta estructura se pliega en forma de espiral cual concha de caracol, sin embargo para permitir operaciones de plegado màs densas en forma de acordeòn en la vida real, no en la maqueta, se incorpora un nudo cardànico en la uniòn entre el plano inferior y el triangulo superior comprimido permitiendo tanto su plegado como el funcionamiento normal de la junta en su posiciòn de trabajo. Esto ùltimo se aprecia en la siguiente pagina.
Posibilidades formales de agrupacion
Este brazo mecànico ofrece de nuevo una gran variedad de posibilidades de agrupaciòn. Ademàs de la agrupaciòn a modo de bòveda o cùpula de geometrìa variable, podemos adoptar una geometrìa de tipo paraguas.
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14. agrupaciones geometricas radiales de 3,4,5 brazos 15. modelo 3D paraguas
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2C
T 3C
C
T
C 4C
T 5C
b
C
os
C
T
/c
C
4T 5T
T
3T
C+5T*tg b
2T
T
5T*tg b
C+5T*tg b
5C
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Aquì se ve el funcionamiento de la cercha plana en que se basa el modelo. Aunque al modificar la geometrìa mediante el sistema de cables se inducen esfuerzos adicionales en la cercha que son asumibles sin modificar la estructura, èsta tendrìa que ir sobredimensionada con respecto al modelo original para hacer frente a los citados esfuerzos extra.
16. modelo estructural
Problemas constructivos del prototipo 2
En este prototipo se produce un problema importante en las uniones entre los planos inferiores, al darse generalmente deslizamientos entre las caras, por consiguiente, los esfuerzos de compresiòn no resultan del todo continuos actuando en cierta medida como un par de fuerzas que induce un momento inesperado en la junta muy problemà tico, no tanto a la hora de generar deformaciones notables en la estructura (mitigadas gracias a una cuidada ejecuciòn) como de dificultar el movimiento y despliegue del brazo.
Esquema deslizamiento entre planos
Prototipo final
Finalmente desarrollamos un prototipo que resuelve de manera satisfactoria el problema de transmitir esfuerzos de compresiòn a travès de una junta mòvil. El mòdulo bàsico que conforma esta estructura es una chapa plegada de forma muy particular de tal modo que en la junta entre dos mòdulos quedan confinadas una serie de esferas o cilindros que mediante tangencias transmiten esfuerzos adecuadamente, con el ùnico requisito de mantener pasando por centro de la esfera el eje central de los mòdulos. Esto se consgieu mediante unos cables que atan la pieza al eje central de la junta mòvil (perpendicular al eje central de la pieza) permitiendo el giro pero no su descentramiento.
17. maqueta de estudio
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Definicion grafica del prototipo
mòdulo planta y alzado
agrupaciòn de mòdulos configuraciones del movimiento
alzado y planta
Posibilidades formales de agrupacion
Este modelo permite una variabilidad formal màs amplia que lo anteriores gracias a duplicar el sistema de transmisiòn de movimiento por cables traccionados permitiendo este movimiento en una direcciòn màs del espacio. Asì mismo se pasa a un modelo de transmisiòn de esfuerzos pieza a pieza de forma que aunque funcionen como conjunto, cada mòodulo resulta independiente para una gama de movimientos màs amplia. Por motivos que veremos el modelo resulta muy sòlido pudiendo continuar el movimiento una vez desplegado llegando a crear con una lona adecuadamente flexible configuraciones espaciales en continuo movimiento con un extraordinario impacto estètico sobre los visitantes.
Problemas constructivos del prototipo 3 y de resoluciòn de detalle 5
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3
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Una vez realizado un prototipo totalmente funcional respecto a movilidad y solidez en maqueta identificamos una serie de puntos y cuestiones donde el paso de la maqueta a una estructura real o la agrupaciòn de varios modulos generaria nuevos problemas. A continuaciòn se reflexiona con màs detalle sobre estos problemas y su soluciòn general, bastante independientemente de las medidas y proporciones exactactas que adoptase la estructura para su proyecto de ejecuciòn. 1- Soluciòn detallada del apoyo. 2- Soluciòn de la transmisiòn de movimiento y esfuerzos de tracciòn por el sistema de cables. 3- Soluciòn de la uniòn rìgida entre mòdulos càpaz de transmitir eficazmente compresiòn (este detalle no es muy importante por admitir muchisimas soluciones decentes) 4- Soluciòn de la uniòn mòvil entre mòdulos, càpaz a la vez de transmitir eficazmente compresiòn. 5- Soluciòn del extremo libre (este problema no resulta acuciante en nuestro caso y lo hemos obviado por el momento) 6- Soluciòn del encuentro con la lona que cierra espacios en torno a los brazos (este problema es tremendamente complejo y solo esbozamos su soluciòn
Adaptacion de la estructura a los esfuerzos de compresion
Este modelo permite una variabilidad formal màs amplia que lo anteriores gracias a duplicar el sistema de transmisiòn de movimiento por cables traccionados permitiendo este movimiento en una direcciòn màs del espacio. Asì mismo se pasa a un modelo de transmisiòn de esfuerzos pieza a pieza de forma que aunque funcionen como conjunto, cada mòodulo resulta independiente para una gama de movimientos màs amplia. Por motivos que veremos el modelo resulta muy sòlido pudiendo continuar el movimiento una vez desplegado llegando a crear con una lona adecuadamente flexible configuraciones espaciales en continuo movimiento con un extraordinario impacto estètico sobre los visitantes.
Detalle constructivo de la uniòn de los mòdulos
En estos croquis intentamos resolver a grosso modo (la soluciòn precisa exigiria la construcciòn de un mòdelo a escala real con matetiales reales que excede nuestras posibilidades econòmicas) la uniòn mòvil entre mòdulos, sobre la que hemos hablado en una pàgina anterior, y en menor medida una uniòn fija que se produce a causa de la forma de unir los mòdulos.
Trasmisiòn del movimiento y adaptaciòn a los esfuerzos de tracciòn
La transmisiòn del movimiento y de los esfuerzos de tracciòn a travès de un sistema de cables y poleas bidireccional esta inspirada en la forma de inducir movimiento a los huesos de la musculatura humana (la junta movil capaz de transmitir compresiòn se asemeja a su vez a su soluciòn entre huesos), mediante un incremento de longitud igual y de sentido contrario en la parte superior e inferior del cable que hace girar los mòdulos en proporciòn. El fèliz desplazamiento del cable requiere de una serie de poleas que le permitan deslizar libremente y de una serie de bobinas motorizadas y automatizadas, que se situan cuidadosamente en el espacio para no entorpecerse entre si.
Trasmisiòn del movimiento y adaptaciòn a los esfuerzos de tracciòn
Apoyo con el suelo
Movimiento maqueta
Uniòn de la lona de cubriciòn con la estructura
La cubriciòn està soportada en un sistema semirìgido que facilita la uniòn de las vertebras individuales, La lona es un acordeòn de doble curvatura para permitir el movimiento del prototipo y desaguar la lluvia.
Resultado final
Técnicas de construcciòn avanzada prof. Casinello, Azpiliqueta, Anaya.
ENTREGA FI NAL 21 MAYO 2010
Serena Casamento Barbitta Ruben Diaz Dominguez
e9714 3098
Alfonso Garcìa Diez Pablo Mora-Rey Aranguez
3146 3282