Portafolio Orientación Estructural by José Tairaku

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Orientación Estructural Hernán Elguera Profesor: Profesor: Hernán Elguera

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José Enrique Tairaku Nako Portafolio 2019 - II 20181851 José Enrique Tairaku Nako Facultad de Ingeniería y Arquitectura 20181851

Carrera de Arquitectura - Construcción y Estructuras Ciclo 2020-2

CONTENIDO

02.

TA 1.0: Identificación de esfuerzos CG8

04.

TA 1: Ensayo y análisis del comportamiento de una composición

CG1 / CG8

06. 05.

TA 2: Diseño y experimentación del comportamiento de cerchas

CG1 / CG8

AR: Análisis de Referentes CG5 / CG8

07.

TF: Trabajo Final CG1 / CG5 / CG8

09.

10.

Información del curso

TA 1.0: Identificación de esfuerzos

En este primer encargo a manera de intruducción al curso tuvimos que analizar un objeto de casa el cual tenga expuesta su estructura para poder analizarla identiﬁcando sus partes y mencionando qué función cumplía dicha pieza de la estructura y si era posible mencionar a qué tipo de esfuerzo estaba trabajando.

TA-1.0 SISTEMA ESTRUCTURAL DE UN OBJETO ESCALERA METÁLICA El material empleado en las estructuras de las escaleras plegables es el hierro y aluminio, ya que es un material liviano, cuenta con una gran resistencia y es un material duro. En las escaleras plegables encontramos 3 partes en toda la estructura. Los tirantes, las vigas y los pilares. Como en toda estructura las cargas tienen que ser repartidas para que esta no sea rota o destrozada. Según las partes encontradas, se concluyó que intervienen 3 tipos de esfuerzos, estos son: la tracción (los tirantes), la flexión (en las vigas) y la comprensión (pilares)

VIGAS (flexión) Los peldaños/pasos están hecho de un material mas liviano unidos a los rieles/columnas, y funciona como dinteles ya que soporta cierto peso.

TIRANTES (tracción) Los tirantes están hechos de aluminio, son mas delgados q las vigas y pilares, su función es unir ambas partes y es por esto que se da la tracción, debido a q las cargas jalan hacia los extremos

COMPRESIÓN Se produce compresión cuando sobre el elemento actúan fuerzas de la misma dirección y sentido contrario que intentan a contraerlo.

TRACCIÓN Un elemento trabaja a tracción, o está sometido a un esfuerzo de tracción cuando fuerzas con la misma dirección y de sentidos contrarios tienden a estirarlo.

Rieles/columnas (compresión) FLEXIÓN

Es el esfuerzo resultante de aplicar fuerzas perpendicularmente al eje principal del elemento que tienden a doblarlo. La flexión produce compresión en la parte cóncava del elemento y tracción en la opuesta, la convexa.

Los rieles son encargados de transmitir todo el peso hacia las zapatas para que finalmente las cargas sean transmitidas al piso.

zapatas (compresión y tracción) Las zapatas reciben todo el peso transmitido por los rieles (compresión) y a su vez no permite que la escalera se deslice y se abra por completo debido a su materialidad, que por lo general son de goma, aumentando así la tracción que existe entre estas zapatas y el suelo.

En esta segunda parte de la TA 01, tuvimos que construir un objeto el cual trabaje al mayor número de esfuerzos posibles, es decir, que trabaje de alguma manera los cinco tipos de esfuezos (tracción, compresión, ﬂexión, torsión y cortante). En mi opinión, este trabajo fue diﬁcil, ya que teníamos que inventar un objeto que trabaje los cinco diferentes tipos de esfuerzos. En mi caso solo conseguí que trabaje bajo dos tipos de esfuerzos pero al momento de aumentar el peso sobre el objeto apareció el tercer esfuerzo que fue el de la torsión, el cual terminó desprendiendo la union del objeto haciendo que este colapsara. UNIVERSIDAD DE LIMA

Composición de 5 esfuerzos

Composición de 5 esfuerzos TRACCIÓN

COMPRESIÓN

INFORME

TRACCIÓN

ORIENTACIÓN ESTRUCTURAL

COMPRESIÓN

TORSIÓN

Análisis del momento 1 En esta primera etapa se generó un objeto modelo mesa flotantante que pudiera soportar los 5 esfuerzos de compresión, torsión, flexion, tracción y corte. Se utiliza dos barras horizontales de madera balza que soporta todo el peso, en la imagen 1, la compresión esta presente ya que se encuenta de forma triangular y mediante las fuerza de traccion que se encuentra en el centro hace una presión en las barras diagonales genrando una fuerza de compresión. en la imagen 2 y 3 se puede ver claramente como funciona la fuerza de la tracción mediantes las cuerdas que estan tensionadas y sirven como soporte para que la mesa flotante esté en equilibrio y no permite que gire de un lado a otro con un peso tan ligero, pero si se agrega un peso mayor, por espesor de las cuerdas tienden generar la fuerza de la torsion que se explicará en el momento 2 y 3

-Morales Martel, Elvis

Para momento 3 se aumentó un peso al objeto llevando a la ruptura lo cual de las 2 hipótesis que se ha planteado desde el momento 1 solo se cumplio 1. Hipotesis 1 ruptura de las cuerdad por tracción: Se planteó esta hipótesis por que tanto en el momento 1 y 2 se pudo ver que presentaban ser mas afectados, porque todo el peso estaba contenido, pero no se pudo cumplir dicha hipotes ya que las cuerdas resultaron mas fuertes y lo que afecto fue a las armellas que estaban anclados en la madera ya que se desprendió. Hipotesis 2 ruptura de las planchas por la fuerza de flexión: En esta parte del hipotesis si se cumplío de que las planchas de la madera balza se ropiero gracias a la fuerza de la flexión.

-Paniagua Adrianzen, Sandro Fabrizio -Tairaku Nako, José Enrique

Composición de 5 esfuerzos

FLEXIÓN

ANÁLISIS 2 Para analizar el momento 2 al objeto se le aumentoó una carga adicional para que cumplan con las otras fuerzas. Donde se la compresión se vio mas evidente por la carga y la cuerdas de traccion tambien se vieron supertencionados a lo cual me llevó una hipótesis que si al objeto le aumneto otra carga adicional podría romperse por la traccion y tambien se generó la fuerza de la torcion ya que se perdió el equilibrio gracias a la carga que se le aumentó, por otro lado esa carga no solo afcetó a las cuerda sino tambien a la plancha de la madera balza que servia como una base para poner los pesos generando la fuerza de la flexion.

ANÁLISIS 1

Composición de 5 esfuerzos

Pieza importante, ya que sin este, ambas partes se separarían y no se podría mantener en pie el objeto

Tipos de esfuerzos Tracción Compresió n

Análisis del momento 1 Para este primer momento, se colocó un peso de 577 gramos aproximadamente, el cual lo soportó sin ningún problema, dicho objeto funciona a base de 2 esfuerzos principales, de tracción (el pabilo y los apoyos del objeto con respecto al piso) y de compresión (estructura de madera que transmite las cargas al suelo). Aparte, tiene una pieza fundamental (pedazo de clip cortado y doblado) que no permite que estos dos marcos se separen, manteniendo así la unidad del objeto que permite que soporte cargas.

Análisis del momento 2 / 3 Para el segundo momento, se aumentó el peso a 1.7 kilogramos aproximadamente. La estructura resistió bien el peso, pero este colapsó (tercer momento), por desprendimiento. La base para los pesos que se pusieron (cuadernos) fue muy pequeña, por lo que entró en desequilibrio y se produjo una torsión de la estructura que ocasionó que el clip, cortado y doblado que servía como unión, no resistió dicha fuerza, separando así ambos marcos de la estructura culminando con el colapso de esta

Momento 1 La repisa esta hecha de carton y varillas de madera, es una estructura triangular, donde en este primer momento se aplican los esfuerzos Traccion, Flexion y Comprension. Los soportes tienen el esfuerzo de comprension, ya que el peso de los objetos genera una carga hacia abajo y el apoyo de las otras varillas, generan carga en sentido contrario Los cartones estan sometidos directamente a la carga generada de los objetos que al esta en el medio del triangulo, luego de un tiempo generaran flexion, debido a que esa zona esta en el aire. Las varillas que unen toda la estructura, hacen el papel de vigas, lo cual distribuyen en sentido opuesto las cargas hacia los extremos.

Composición de 5 esfuerzos

CONCLUSIÓN FINAL

Momento 2 En este segundo momento, debíamos llevar la estructura al máximo, aquí coloque un libro pesado y el soporto se estaba flexionando mas no se rompía aún. Plantee dos hipótesis, la primera era que se daría el esfuerzo cortante por la flexión en el soporte y la segunda que la carga transmitida del objeto haría que se dé el esfuerzo cortante en el cartón. Momento 3 En este tercer momento la estructura debía destruirse, En el momento dos vi que soportaba un libro pesado pero esta vez coloque 3 libros más, lo cual llevo a que el soporte colapse y al caer los objetos haría lo mismo con los dos soportes de abajo. Esto confirmo mi primera hipótesis

Luego de revisar el análisis de todos los experimentos propuestos por el grupo se pueden extraer múltiples conclusiones. En primer lugar, el encargo dio como resultado 3 interpretaciones distintas. En los tres trabajos se utilizó una estructura similiar con madera balza que se han empledos esfuerzos fijos producidos por libros o similares para generar los 5 esfuerzos clave del trabajo. Esto muestra la diversidad de aplicación de los esfuerzos en distintos casos y como realmente se encuentran en el entorno inmediato natural y construido que nos rodea. En segundo lugar, la materialidad de los prototipos influye directamente en el tipo de esfuerzo que culminaría llevándolo al límite. Desde hilos , hasta madera y acero, todos estos materiales utilizados en los distintos objetos tienen una resistencia diferente, probado con el experimento que logró pasar cada momento tanto como 1 y 2 . Esto plantea una analogía con los métodos constructivos utilizados hoy en la arquitectura y la importancia del conocimiento de los mismos. Finalmente, el trabajo en equipo permitió tener data más amplia, dando como resultado distintas aplicaciones de los esfuerzos y distintos tipos de ruptura en los objetos. Las críticas constructivas dadas en grupo contribuyeron al desarrollo del informe que además ayudó a comprender el conocimiento colectivo acerca de los esfuerzos y como este, producto de la experimentación , logró evolucionar hasta asentarse como un conocimiento colectivo asentado en una teoría concreta sobre los esfuerzos y su efecto en el entorno.

TA 02: Triangulaciones

Para esta segunda TA tuvimos que construir diferentes tipos de estructuras (de apoyos móviles, un apoyo ﬁjo y otro móvil, en voladizo con las diagonales arriba y otro pero con las diagonales para abajo) los cuales teníamos que diseñar (cada integrante debía trabajar un tipo de estructura) a base de triangulaciones, el cuál debía de roperse a cierta cantidad de peso.

Triangulaciones OE

OE 2020.01

Modelo apoyos móviles: Marquina

Análisis del momento 1 A la estructura de triangulaciones se le añadió un peso de 450gr y esta tendió a flexionarse ligeramente por la misma presión del peso. Se presenta la deformación elástica debido a que al quitar el peso colocado, la estructura vuelve a su composición original.

Alumnos: María Gracia Marquina Alexa Meza María Fernanda Seperak José Enrique Tairaku TA01

Tracción Compresión Deformación elástica

Modelo apoyos móviles: Seperak

Análisis del momento 1

Conceptos generales

TA01.2 Triangulaciones

A la estructura de triangulaciones se le añadió un peso de 500 gr y esta tendió a flexionarse ligeramente por la presión que ejercía el peso. La compresión, se da por la presión a la que están sometidas las vigas verticales que soportan las superiores e inferiores. La cortante es el esfuerzo en las esquinas en el cual se encuentran las conexiones de las vigas.

Criterio CG-08

Objetivos 1. 2. 3. 4.

Utilizar las triangulaciones como forma para otorgar estabilidad a un objeto que resista una determinada carga. Analizar criterios físico-materiales y geométricos de proporción de elementos y transmisión de cargas. Identificar esfuerzos y deformaciones principales en los elementos. Practicar la conducta asertiva. Búsqueda del logro.

Cortante Compresión Deformación elástica

Tracción Compresión Deformación elástica

Análisis del momento 1 En esta estructura de triangulaciones; con apoyo móvil y fijo, presenta esfuerzos como la tracción que son los soportes paralelos y la comprensión que son los soportes verticales que reciben un pequeño aplastamiento al añadir un peso de 500gr, en el cual, esta tendió a flexionarse ligeramente por la misma presión del peso. Se presenta la deformación elástica debido a que al quitar el peso colocado, la estructura vuelve a su composición original.

Orientación estructural 421 Profesor: Hernan Elguera Chumpitazi

Triangulaciones

Modelo apoyos móviles: Meza

Triangulaciones

Modelo apoyos móviles: Marquina

Triangulaciones

OE Modelo apoyos móviles: Meza

Triangulaciones

OE Modelo en voladizo, diagonales abajo: Tairaku

Análisis del momento 2

Luego se le añadió un peso mayor (1kg) para observar el momento de la falla. Como se había planteado como hipótesis, la falla se dio por tracción debido a la fuerza extra ejercida en los nodos (aquellos que tensionaban a la estructura y cumplían con el principio de tracción).

Luego a la estructura se le añadió un peso mayor peso 250gr , para observar el momento de quiebre de la estructura. Como se había planteado, la falla se dio por tracción gracias a la fuerza ejercida sobre la estructura. En conclusión la estructura soportó 750 gr.

Análisis del momento 1 En este primer momento no se presentaron problemas para soportar los 500 gramos, ya que esta estructura presenta una triangulación a lo largo de ella, lo cual permitía que el peso se distribuya equitativamente hacia su base.

Falla por tracción en los nodos

Modelo apoyos móviles: Seperak

Análisis del momento 2 Luego se le añadió un peso mayor, 900gr, para observar el momento de quiebre de la estructura. Como se había planteado, la falla se dio por tracción gracias a la fuerza ejercida sobre la estructura.

Tracción Compresión Deformación elástica

Triangulaciones

Modelo apoyos móviles: Meza

Análisis del momento 2 y 3 En este momento 2 se llevó al limite la estructura, ya que se le agregaron 500 gramos más a la carga, en este momento se fracturaron los 2 soportes de la parte inferior, pero como estos no se desalinearon, el puente no colapsó y pudo resistir 1 kg. Luego para el momento 3 se le añadieron 500 gramos más, ahí ya esta parte fracturada se deformó más terminando en el colapso de la estructura por completo.

Conclusiones: •

En el primer modelo de apoyos móviles se cumplió la hipótesis en la que la falla ocurriría por tracción. La estructura no resistió el peso generado por una fuera externa que se aplicaba en los NODOS y ocasionó que las triangulaciones que le daban la altura al “puente” se tensionaran de más y por ende, llegar al punto de ruptura.

•

En el segundo modelo de apoyos móviles se cumplió la hipótesis en la que la falla ocurriría por tracción. Dicha estructura no resistió el peso que se generó por las fuerzas externas y esto ocasionó que la estructura se debilite y así poder llegar al punto de ruptura.

•

En el tercer modelo; con apoyo móvil y fijo, y una luz libre de 30 cms e cumplió la hipótesis en la que la falla ocurriría por tracción. Dicha estructura solo resistió hasta 750 gr. y así llego a su punto de ruptura.

•

En el cuarto modelo; en voladizo, con diagonales abajo y una luz de 15 cm pudo mejorar con el tema de la irreductibilidad, ya que resistió más del peso máximo establecido (1 kg). Y se cumplió con la hipótesis planteada, que se rompiera la parte más baja de la hipotenusa del triángulo, ya que todo el peso iba a recaer sobre ese punto, terminó por fracturarse y deformarse de tal modo que ocasionó el colapso de la estructura completa.

Referentes:

tracción

Centro cultural Gabriela Mistral

tracción

Polideportivo Medellín

Triangulo corona

Edificio de control del puerto nacional público Győr-Gönyű

TP: Trabajo Parcial

En nuestro trabajo parcial tuvimos que analizar referentes arquitecónicos los cuales teníamos que analizar la sus estructuras en donde teníamos que identiﬁcar las vigas, viguetas, losas, entre otros elementos estructural e s . De estos elementos teníamos que hallar su proporción entre luz / peralte y identiﬁcar los puntos de apoyo.

CENTRO DEPORTIVO COMUNITARIO SAN WAYAO

VIGAS

Orientación estructural 2020 02

Docente:

Hernan Elguera Ch.

Alumno:

José Tairaku N.

CENTRO DEPORTIVO COMUNITARIO SAN WAYAO

Losa nervada

CENTRO DEPORTIVO COMUNITARIO SAN WAYAO

LOSAS

Viguetas

ESQUEMA ESTRUCTURAL DEL PAÑO DE LOSA

Columna Vigas principales 1.40 m

1.40 m

Columnas

Viguetas

0.60m

16.60 m 1.40 m 11.86

Luz Peralte Ratio

Ratio = Luz / Peralte Ratio = 16.60 / 1.40 Ratio = 11.86 aprox. --> Relación: L / 12

Viga principal

Bidireccional

a TA01

EV 03

SECCIÓN DEL PAÑO DE LOSA

Conceptos generales

Losas y Vigas

Objetivos

0.15 m 0.50 m 0.15 m

0.80 m

2.50 m

Cod. CG-08

0.40m

Luz Peralte Ratio

Analizar los criterios estructurales de losas y vigas de referentes arquitectónicos.

2.50 m 0.25 m

0.40 m

0.40m

Paño de losa a analizar

8m 0.80 m 10

Ratio = Luz / Peralte Ratio = 8 / 0.80 Ratio = 10 --> Relación: L / 10

Indicar el rol que cumplen los componentes estructurales.

Se pudo encontrar 2 tipos de vigas principales dentro del proyecto, la primera con un peralte considerablemente mayor que sirvió para cubrir luces mayores como es en el caso donde se encuentra la piscina que hay una luz libre de 16.60 metros entre apoyos, ya que este espacio requiere que no tenga ningún tipo de apoyo en medio. Mientras que las demás vigas de los espacios que no requieran dichas especificaciones cubren una luz de 8 metros de columna a c o l u m n a .

Área del paño Luz Peralte Ratio

64 m² 8m 0.65 m 12.31

Este paño de losa se econtraría a lo largo de todo el proyecto. Estas losas están constituidas por viguetas longitudinales y transversales (bidireccional) a modo de nervios, ofreciendo gran rigidez y enlazando así, las columnas del edificio.

El Centro Deportivo Comunitario San Wayao está ubicado en Chengdu Shi, China. Esta ha sido construida a base de un sistema de aporticado en conjunto con una serie de losas nervadas bidireccionales. Cabe resaltar que la parte superior del proyecto termina con una estructura y cobertura metalicas debido a la gran luz libre a cubrir del área de bádminton, aprovechando así, la livianeza del material para cubrir dicha luz.

cswadi

Ratio = Luz / Peralte Ratio = 8 / 0.65 Ratio = 12.31 --> Relación: L / 13

cswadi

TA 03: Anáñisis de referentes

2020.2

Orientación Estructural 421

EP2

https://www.archdaily.com/496202/ad-classics-los-manantiales-felix-candela

Alumnos: María Gracia Marquina Alexa Meza María Fernanda Seperak José Enrique Tairaku

Sistemas estructurales

Sistemas estructurales no convencionales

Objetivos

1. Conocer sistemas estructurales que se definen a partir de consideraciones de comportamiento estructural. 2. Analizar criterios de comportamiento a partir de la geometría, proporción de elementos y transmisión de cargas.

3. Practicar la conducta asertiva. Búsqueda del logro.

https://www.archdaily.com/496202/ad-classics-los-manantiales-felix-candela

àstil inclinado

àstil principal

à é ìan ser á í á ó

ÀSTIL: 8m, 3m y 5m

á ó ó

À Ò

òn colocada.

En el anàlisis se muestra que en la zona roja hay mas tensiòn

ISOMETRÌA

soporte