universidad veritas :: escuela de arquitectura
estructuras indeterminadas
integrantes
geannina gomez echeverria Esteban zuniga rodriguez
indice
pag.
Primera parte............................................................................................................................1 caso de estudio...............................................................................................................1 Burj al Arab.............................................................................................2 fundamento estructural....................................................................3 tipologias y dimensionamientos......................................................4-8 momentos y transmision de cargas...........................................9-10 Segunda parte............................................................................................................................11 la propuesta....................................................................................................................11 la estructura en funcion del diseno..........................................12-13 Tipologias y dimensionamientos en planos..............................14-16 conclusion.......................................................................................................................................17
Primera parte caso de estudio
En esta primera parte se recurre a la investigacion de un caso de estudio ya existente, que facilitara por medio del analisis comprender el desarrollo de los diferentes sistemas estructurales en pro de la concepcion arquitectonica del espacio. de misma manera entender sus comportamientos ante la presencia de momentos internos y externos; y finalmente, apreciar las soluciones empleadas ante las varibles que mostrara el sistema para conservar su integridad.
1
Burj al arab Ubicada en dubai esta estructura fue eregida sobre una isla artificial en el lecho del golfo persico; asi que se volviera en uno de los iconos mas Reconocidos globalmente por el publico en particular.
con una altura de 321m, su atractiva belleza no trasciende solo el plano estetico, sino tambien el alto grado tecnico que conllevaria para su posible construccion, y que, entonces, le permitiera abrir sus puertas en visperas del nuevo milenio, en 1999.
2
Fundamento estructural
esencialmente, la riqueza a nivel estetico que alcanzaria esta obra se debe a la implementacion de un sistema de apoyo externo - comunmente denominado "exoesqueleto" -. esto quiere decir, que la propuesta arquitectonica empleada por tom wright, se conjuga de dos elementos directamente vinculados entre si; el primero siendo una estructura de hormigon que corresponde a la de uso habitacional, de caracteristicas muy convencionales y carente de valor atractivo dentro del contexto en que se construiria. En segunda instancia, una mega estructura de acero que funcionara por medio de armaduras, que le brindara mayor rigidez y estabilidad al concreto, y que le complementara, principalmente, en la esencia de su atractivo: su imponente morfologia. 3
tipologias y dimensionamientos estructurales Estructura de hormigon : Corresponde al elemento primordial de la obra. Su sistema estructural funciona por medio de un conjunto de porticos multiples y muros de carga que transmiten los esfuerzos hacia el nucleo de concreto y hacia al suelo. Abarca un area neta de 100 000m2, 6 000 m3 de concreto y 9 000 ton de acero para refuerzos.
4
Exoesqueleto : Corresponde al elemento complementario de la obra. Su sistema estructural funciona por medio de mega-armaduras que aportan rigidez a todo el edificio, principalmente generando resistencia a los altos impactos por vientos procedentes del golfo persico. Esta estructurado en dos apoyos en forma de arco que se elevan desde el nivel 0 hasta los 273m de altura, con un peso aproximado de 2800 toneladas. Los mismos fueron creados con dos secciones en 'h' de 1.8m ancho x 4.5m profundo cada uno, y conectados por un sistema de vectorizacion activa. todo trabajado en modulos de 12m para poder generar la gentil curva de dichos arcos.
5
Asimismo, el exoesqueleto cuenta con la implementacion de mega-arriostres en ambas caras laterales, que se conectan al acero por medio de una articulacion rotular de 30cm diametro que facilitara su colocacion y funcionamiento, pues la seccion longitudinal de estos arriostres ronda entre los 76m y 90m, con un peso de hasta 180 ton cada uno. Estos elementos estructurales son los que dotan de gran estabilidad y rigidez al holo del burj al arab La estructura tambien hace uso de refuerzos horizontales que sirven de conectores entre el nucleo de hormigon y el exoesqueleto.
6
vectorizacion de la estructura de hormigon: dada la geometria en 'v' que posee la estructura primaria, la misma puede verse comprometida por esfuerzos de empuje sobre su vertice, que apunta hacia el golfo. para contrarrestar este efecto, se vectorizo la fachada del atrio, lo que no permitiria que las alas de la estructura tiendan a abrirse, asi como tambien facilitara el amarre con el resto de la estructura. ademas, esta estructura sirve como portante para un conjunto de cerchas disenadas para la fachada tensil de teflon - fibra de vidrio, disenada para controlar la climatizacion del espacio
7
mastil : construido modularmente en el sitio en piezas de 30 toneladas, el mastil alcanza una longitud vertical de 104m, de los cuales 50m estan empotrados por un sistema de arriostramiento entre los arcos del exoesqueleto. Su forma es ovalada con una base de 2.5m x 5m, que se reduce gradualmente a un 2m x 2.5m
8
momentos y transmision de cargas
Es posible apreciar que ante momentos externos, la hibridacion del sistema da mayor integridad a la estructura.
9
comportamiento de cargas que viajan a traves de la
deformacion del mastil por efecto de cargas de viento,
vectorizacion anterior que amarra la estructura de
con anclaje a un solo punto.
hormigon.
10
segunda parte la propuesta
a partir de este momento, mediante la aplicacion de lo investigado, observado y criticamente analizado, se procede a la realizacion de una propuesta estructural sustentada en alguno de los sistemas estudiados. en este caso, se decide proceder a darle continuidad al proceso que se inicio con el estudio de caso.
11
La estructura en funcion del diseno
la arquitectura es un vasto proceso de codigos y lenguajes, de pruebas y errores, metodos, tecnicas y hasta gustos. dicho esto, nos parece de relevancia adentrarnos en la experimentacion de un proceso que muchos desarrollan a la inversa; cuando piensan en el diseno y contemplan tiempo despues la manera de sustentar sus cargas. por eso en esta ocasion, se ha trabajado un diseno estructural donde el mismo se ha permitido modificarse libremente para insinuar breves resenas gestuales, mediante su lenguaje formal.
12
este fue el parametro 'gestual' mas importante a nivel del diseno de la estructura: implementacion de una estructura secundaria que funcionara en pro al funcionamiento de la estructura primaria, y que ademas le conjugase de un valor relativamente atractivo. esto contempla el diseno de una estructura expuesta, que revele una cara poco admirada de la arquitectura
13
planta estructural :: sistema en concreto escala 1:100
14
planta estructural :: concreto a acero escala 1:100
15
planta estructural :: sistema en acero escala 1:100
16
conclusion el caso de estudio nos demostro un logro de condiciones formales obtenidos puramente de la resolucion de retos estructurales, donde el ingenio se combina con el conocimiento para reinventar. Asi que el burj al arab parezca a vista de todos una vela, porque en esencia siempre lo fue. lo que le diferencia sera que dicho resultado formal fue exitoso porque coexiste con la realidad fisica que conocemos, y su necesidad de soportarse a si misma. Entonces que nuestro mayor aprendizaje haya sido entender y experimentar con esa fisica expresada en materiales y dimensiones, donde dos o mas sistemas puedan existir para mejorar el rendimiento optimo de la estructura, atribuyendo ademas un valor estetico, del que el arquitecto siempre estara pendiente.
17