ESTRUCTURAS de CABLES
UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA
FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO TALLER VERTICAL DE ESTRUCTURAS S | V
ESTRUCTURAS de CABLES PROFESORES: Ing. R. SCASSO – Ing. A. VICENTE
ESTRUCTURAS III GUIA Nº
A
2020
Ing. J. D’ARCANGELO
REV.
EMISION
ELABORO
A4 Rev.
CLASE 1
A
ESTRUCTURAS de CABLES
Disposición de los cables Cables Paralelos
Cables Radiales
Cables Biaxiales (Redes de cables)
Reticulados de Cables (Tensegrities)
CABLES: son elementos lineales sin rigidez flexional en los que una dimensión (su longitud) domina frente a las restantes. ESTRUCTURAS DE CABLES Son aquellas en las que los cables son los responsables de resistir el peso de la cubierta y las acciones exteriores sin la colaboración de los elementos que completan la superficie de cerramiento.
ESTRUCTURAS DE CABLES Formas y Clasificación 1. Clasificación según la Función de los cables
ESTRUCTURAS de CABLES
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ESTRUCTURAS de CABLES
Según la función de los cables
1. Soportadas por cables 2. Suspendidas de cables
1.1- Soportadas por cables Los cables sostienen a los elementos rígidos (ej. vigas) que son los que resisten directamente la carga. Ej: puentes atirantados y cubiertas soportadas por cables.
FABRICA DE MICROPROCESADORES. IMOS R. Rogers.
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ESTRUCTURAS de CABLES
Soportadas por cables
Patscenter, Princeton, USA (1986) Architect: Richard Rogers Engineer: Ove Arup and Robert Silman
Resisten tanto la carga de gravedad como la succión del viento
Líneas se encuentran en 1 punto = articulaciones concéntricas Design alternates
ESTRUCTURAS DE CABLES 1. Clasificación según la Función de los cables
ESTRUCTURAS de CABLES
1.1 Soportadas por cables Sistema de mástiles y cables
Centro de Remo Orio, España
Stade de France (1998)
ESTRUCTURAS DE CABLES Formas y Clasificación
ESTRUCTURAS de CABLES
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ESTRUCTURAS DE CABLES
1. Clasificación según la Función de los cables 1.2‐ Suspendidas de cables El mismo cable cumple la función estructural de transmitir las cargas actuantes sobre la cubierta a las estructuras de borde.
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Considerando vectores de fuerza en el soporte:
ESTRUCTURAS de CABLES
H = reacción horizontal V = reacción vertical T=S= esfuerzo del cable en el soporte para una reacción vertical dada. •
đ??ť
đ?‘žâˆ—đ??ż 8∗đ?‘“
�
đ?‘žâˆ—đ??ż 2
PequeĂąa flecha = Gran fuerza
•
Gran flecha = PequeĂąa fuerza
•
Flechas grandes requieren soportes altos y costosos (preferible cable mas grueso con estructura mas baja)
•
Optima relación Luz/Flecha es usualmente ≅10 �
�
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�
ESTRUCTURAS DE CABLES 1. Clasificación según la Función de los cables 1.2� Suspendidas de cables
ESTRUCTURAS de CABLES
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Luz/Flecha vs Fuerza
ESTRUCTURAS DE CABLES 2. ClasificaciĂłn segĂşn la GeometrĂa
ESTRUCTURAS de CABLES
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DULLES AIRPORT, Virginia, EE.UU. 1962 Eero Saarinen,
SegĂşn la geometrĂa (de los cables)
1.
SIMPLE CURVATURA
2.
DOBLE CURVATURA (negativa) 2.1 Vigas de cables (planas o espaciales) 2.2 Redes de cables
2.1 Simple curvatura EstĂĄn formadas por una sola familia de cables con forma de catenaria.
EXPO PORTUGAL ’98 A. Siza Planta 70x90m. Cubierta hormigón y cables Luz 58 m Espesor lamina 20cm.
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ESTRUCTURAS de CABLES
Cable portante o colgante
Tensores de Retención
Cable tensor o estabilizador Péndolas Columna Anclaje
ESTRUCTURAS DE CABLES
ESTRUCTURAS de CABLES
2. Clasificación según la Geometría 2.2 Doble curvatura negativa Llamadas redes anticlásticas, están formadas por una RED DE CABLES en dos direcciones con curvaturas opuestas (malla). Admiten la aplicación de pretensado mediante sistemas mecánicos (gatos hidráulicos) sobre cualquiera de las familias. de cables.
DISEÑO de VIGAS JAWERTH
% 0 1
1 10 o sea
% 5
LUCES: eficaces
L4
SEPARACION DE PENDOLAS:
fL
PARAMETROS de DISEÑO RELACION FLECHA / LUZ:
ESTRUCTURAS de CABLES
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2.1 VIGAS DE CABLES Otra disposición son las vigas de cables o VIGAS JAWERTH. Están formadas por dos cables pretensados, con curvaturas opuestas, unidos mediante elementos de conexión (péndolas) para evitar los cambios de forma causados por las variaciones en la distribución de las cargas. Pretensado: se puede aplicar sobre cualquiera de los cables superior o inferior, cóncavo o convexo. (s/vista exterior). Ubicación de la cubierta: sobre el cable superior o sobre el cable inferior.
p . fL d m 0 0 L04 12 1
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ESTRUCTURAS DE CABLES 2. Clasificación según la Geometría
CONFIGURACIONES USUALES: Cóncavas (diseño original Ing. D. Jawerth). Cóncavas (péndolas traccionadas) Convexas (péndolas comprimidas) Cruzadas (péndolas +/‐)
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ESTRUCTURAS de CABLES
2
Viga Convexa, Cable portante inferior soporta cargas gravitatorias Cables estabilizadores superiores soportan la succión de viento Péndolas (puntales) comprimidos
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Vigas Cruzadas, reducen la altura. Cables cóncavos soportan las cargas gravitatorias Cables convexos soportan succión de viento. Puntales comprimidos en zona media Péndolas traccionadas en ambas zonas extremas.
ESTRUCTURAS de CABLES
VIGAS JAWERTH
LAWRENCE Convention Center Pittsburg, EE.UU. Arq. Viñoly
CABLES SUSPENDIDOS Vigas Jawerth
VIGAS JAWERTH
LAWRENCE Convention Center Pittsburg, EE.UU. Arq. Viñoly
CABLES SUSPENDIDOS
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Configuración de vigas de cables (Jawerth) 1 Viga Cóncava Cable portante superior soporta cargas gravitatorias Cables estabilizadores inferiores soportan la succión de viento Péndolas traccionadas.
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CABLES SUSPENDIDOS
ESTRUCTURAS de CABLES
LAWRENCE Convention Center Pittsburg, EE.UU. Arq. Viñoly
ESTRUCTURAS de CABLES
VIGAS JAWERTH
Automóvil Club Argentino, San Juan.
Planta: 40x 40m Luz vigas Jawerth: 27 m.(11 vigas) Separación VJ: 4.00m Péndolas: 8 verticales
VIGAS JAWERTH Automóvil Club Argentino, Juan. Ing. Atilio Gallo, 1968.
ESTRUCTURAS de CABLES
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VIGAS JAWERTH
San
Planta: 40x 40m Luz vigas Jawerth: 27 m.(11 vigas) Separación: 4.00m Péndolas: 8 verticales
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ESTRUCTURAS de CABLES
FORMAS DE ESTABILIZAR • •
Aumentar las cargas permanentes (P. propio) Cubiertas Pesadas Incorporar tensión Previa (Pretensado)
Estabilización del Cable Suspendido
ESTRUCTURAS de CABLES
•Estabilización del cable colgante, mediante peso propio
•Rigidización mediante construcción como lamina (P. propio + arco invertido)
•Tensado mediante un cable de curvatura opuesta
•Tensado con cables transversales anclados al terreno
Sistemas de retención para cables colgantes paralelos •Cables de retención
ESTRUCTURAS CON CABLES
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Estabilización del Cable Suspendido El sistema de cables cambia su forma en función de las cargas actuantes, es imprescindible su estabilización.
•Elementos que soportan flexión
•Vigas inclinadas
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•Suspensión desde el soporte central
ESTRUCTURAS de CABLES
Mecanismo de suspensión y estabilización
•Cubierta suspendida o soportada del cable Mecanismo de suspensión y estabilización Peso propio
succión de viento
•Cubierta apoyada en un cable Mecanismo de suspensión y estabilización Peso propio
succión de viento
Mecanismo portante y estabilizador de los sistemas pretensados
ESTRUCTURAS de CABLES
Cable portante por debajo del cable de estabilización
Cable portante por encima del cable de estabilización
Cable portante parte por debajo y parte por encima del cable de estabilización
Sistemas con cables Portantes y de Estabilización en una Dirección
ESTRUCTURAS de CABLES
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Sistemas paralelos estabilizados mediante el peso de la cubierta
Sistema plano paralelo
Sistema espacial paralelo
Sistema plano de revolución
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ESTRUCTURAS de CABLES
•Cable de Estabilización por encima del Cable Portante Viga Convexa Anillo de tracción
Anillo de compresión
A.T.
C.Tensor
A.C.
C.Portante
SISTEMAS DE REVOLUCIÓN PLANOS (VIGAS JAWERTH) CON RIGIDIZACION MEDIANTE CABLES DE CURVATURA OPUESTA.
ESTRUCTURAS de CABLES
•Cable de Estabilización por debajo del Cable Portante Viga Cóncava
A.T.
A.C. A.C. A.T.
A.C. A.C.
C. Portante C. Tensor
SISTEMAS DE REVOLUCIÓN PLANOS (VIGAS JAWERTH) CON RIGIDIZACION MEDIANTE CABLES DE CURVATURA OPUESTA.
ESTRUCTURAS de CABLES
TALLER VERTICAL DE ESTRUCTURAS S│V – NIVEL 3 TALLER VERTICAL DE ESTRUCTURAS S│V – NIVEL 3 TALLER VERTICAL DE ESTRUCTURAS S│V – NIVEL 3
SISTEMAS DE REVOLUCIÓN PLANOS (VIGAS JAWERTH) CON RIGIDIZACION MEDIANTE CABLES DE CURVATURA OPUESTA.
Fortress Kufstein, Austria
Cable de Estabilización por debajo del Cable Portante
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