Felipe Saldias - Ficha 01/26062014

De Casiopea


FICHA 01 - Evolución de la Estructura

Clase 01 / 26.06.2014

  • Alumno: Felipe Saldias

Estructura

Definicion tratada en clases

"Cualquier disposición de material elaborado para soportar cargas"

La Estructura puede asociarse a conceptos como CONTINUIDAD, ESQUELETO,DINAMISMO.

Para esto se definirá

Nombre

Figura

Magnitud

Una forma de poder identificar y acceder a tales estructuras.

Pirca.Primeras invenciones de estructura desde el apilamiento del material
Pirca.Terrazas de cultivo de los Atacameños
Romanico.Estructura basada en el ancho de sus muros para llevar las cargas al suelo
Romanico.Iglesia de San Martín de Frómista, España
Hospital de los Inocentes.Estructura Románica-Gótica
Hospital de los Inocentes.Patio Central
Gótico.La estructura evoluciona del románico con la invención de arbotantes los cuales distribuyen las cargas al suelo permitiendo adelgazar los muros y ampliar el espacio habitable
Catedral de Notre Dame, Paris. Vista Trasera, arbotantes.
Duomo di Milano.Perspectiva desde la fachada.
Duomo di Milano.Arbotantes.
navegantes contruyendo el casco en estructura de madera.
Muro de madera.Pies derechos(verticales), Solera Inferior(horizontal)
Estructura Geodésica. Estructura basada en la continuidad de la estructura como la totalidad de la envolvente
Tensegridad. Estructura de alta economía estructural y materialidad basada en la tensión

Introducción

Con el paso del tiempo la estructura ha ido buscando una economía en cuanto al material utilizado en la obra y a la cantidad de partes que la componen, con el objetivo de contrarrestar los esfuerzos a las que se somete con el material justo e indicado. Por ejemplo si una barra de acero funciona exclusivamente a la tracción lo más económico sería reemplazarlo por un cable tensor (sin tener en cuenta las circunstancias y propósito de la obra) obteniendo una respuesta estructural desde la economía del proyecto.

Casos Referenciales y la Evolución de la Estructura desde la Economía y disposicion del Material

Pircas

Las Pircas en esencia estructural son muros gravitacionales formados por piedras apiladas y calzadas entre si sin mortero la cual corresponde a un sistema de transmisión de cargas por gravedad en donde los esfuerzos se transmiten desde la continuidad de la piedra hasta llegar al suelo. Utilizadas por los pueblos andinos. El uso de los muros fue extendido por todo el imperio inca, aunque fue tomado de culturas pre incaicas.Su uso fue sobre todo para la construcción de caminos, también como muro de contención, como muro divisorio, construcción de recintos para la división de parcelas, corrales para animales, depósitos para la contención de semillas, etc. Su altura no sobrepasa el metro y medio.

Románico

La evolución estructural aquí se hace presente desde la composición de sus muros hasta el cálculo de distribución de cargas que llegan al suelo. Los muros ya no están compuestos por piedras irregulares si no que se transforman en bloques regulares que hacen más compacto sus muros, al mismo tiempo al ser también un sistema de transmisión de cargas por gravedad la resultante de los vectores correspondiente a dichos esfuerzos la calculan dentro de los 2/3 exteriores del muro asegurando la estabilidad de la obra desde el ancho de estos.

Hospital de los Inocentes

Esta obra marca una transición de la arquitectura Románica a la Gótica, ya que tiene en su diseño estas dos influencias. Fue diseñado por el arquitecto Brunelleschi en Florencia,Italia y fue destinado como un orfanato para niños.Parte de un patio central al que se añaden dependencias construyendo la fachada principal con un pórtico o atrio que se abre a la plaza de Santissima Annunziata. Destaca su pórtico, en el que utiliza arcos de medio punto sobre columnas corintias y frontones triangulares sobre las ventanas de su único piso. En el extremo izquierdo del pórtico está la ruota, un torno de piedra para meter al niño en el edificio sin que se viera al padre. Esto permitía a la gente abandonar a sus hijos anónimamente, para que fueran cuidados en el orfanato. Este sistema siguió funcionando hasta el cierre del hospital en 1875.

Gótico

Acá la Estructura ya ha evolucionado hacia a una economía del material empleado en el ancho de los muros con la invención de los arbotantes permitiendo adelgazar dichos muros mediante la disposición de cargas de la resultante hacia el exterior de la obra construyendo una doble envolvente lateral por medio de la estructura a la vista generando al mismo tiempo una ganancia en el espacio habitable, la iglesia de Notre Dame, Paris es un claro ejemplo de esto como también el Duomo de Milán.

Notre Dame, Paris

Se incorporó aquí el novedoso sistema gótico de arbotantes y contrafuertes, el único capaz de descargar los empujes de la elevada nave central.Los arbotantes de la girola sujetan el muro en dos niveles: el brazo superior estabiliza el muro interior de la girola, contrarrestando el empuje de las bóvedas. El brazo inferior sujeta los muros exteriores.La altura de la nave y la relativa delgadez de sus muros (1 metro de media) exigieron la colocación de contrafuertes exteriores para contrarresta el empuje lateral de la bóveda. Gracias a la bóveda de crucería, las cargas se concentran en puntos concretos, los pilares, lo cual permite que el muro se desmaterialice y se llene de grandes superficies vidriadas.

Duomo di Milano, Milán

El Duomo di Milano es una catedral gótica emplazada en la ciudad italiana de Milán. Tiene 157 metros de largo y puede albergar 40.000 personas en su interior. El Duomo tiene una planta cruciforme, en forma de cruz latina que ocupa una superficie de casi 12000 metros cuadrados, tiene 157 metros de largo, su parte más ancha mide 93 metros en el transepto. Destacan sus 135 agujas y la rodean aproximadamente 3400 estatuas, incluidos los 96 gigantes de las gárgolas. La aguja más alta, con la estatua de la Virgen, mide 108 metros. La altura de la nave es de unos 45 metros. El techo está abierto a los turistas. Las columnas de la nave son de 24,5 metros de altura, y las ventanas del abside son de 20,7 x 8,5 metros. El enorme edificio es de construcción de ladrillo, revestido de mármol de las canteras que Gian Galeazzo Visconti donó a perpetuidad al cabildo catedralicio.

Estructura de Madera

La Estructura de Madera genera un avance en el pensamiento de la estructura y su resistencia al colapso desde la sección, siempre es mejor estudiar las estructuras desde una sección determinada del total. en la época de los descubrimientos náuticos surgió todo este avance a base de la experiencia en el mar y sus vientos. La evolución de la construcción en madera permitió abstraer por ejemplo los muros compactos de piedra de la época románica y gótica a un remplazo más lineal de la estructura, mediante soleras y pies derechos los cuales permiten bajar las cargas verticales de forma uniforme sobre las soleras inferiores y luego llegar a lo que sostiene dicho muro (radier,pilotes,losa), convirtiendo la obra a algo notablemente más liviano y rápido de construir.

Estructuras Geodésicas

Las Estructuras Geodésicas son un avance desde la continuidad entre muro y cielo, construyendo de una vez el total de la envolvente con una geometría a base de triangulos los cuales básicamente componen pentágonos y hexágonos donde los pentágonos reciben desde todas sus aristas a los hexágonos que van cubriendo la forma esférica hasta llegar al suelo. Su creador fue Richard Buckminster Fuller es considerado el inventor de las cúpulas geodésicas, ya que es quien ostenta su patente en 1954. Fuller las desarrolló en la década de los 40, creando una de las cúpulas geodésicas más conocidas en 1967 en la Exposición Universal de Montreal, de 76 m de diámetro y 41,5 m de altura.

Las caras de la cúpula son de polígonos en donde los vértices deben coincidir con la superficie de una esfera o elipsoide cumpliendo con el teorema de FULER.

C+V-A=2

C= Numero de caras, V= Numero de Vértices, A= Numero de aristas

Estructuras Tensegrity

Finalmente llegamos a las Estructuras Tensegrity las cuales se abstraen totalmente a lo antes visto en su manera de enfrentar la gravedad al disponer y elegir el material, ya que las barras funcionan exclusivamente a las compresión y los cables exclusivamente a la tracción derivando el tipo de esfuerzo al material más indicado en ambos casos. Su composición geométrica genera una especie de trenza estructural la cual al verla parece estar flotando por los aires y construye su estabilidad y equilibrio. Richard Buckminster Fuller fue uno de sus creadores.

Conceptos

Tensión

Carga que pasa por un área.

Es la magnitud física que representa la fuerza por unidad de área en el entorno de un punto material sobre una superficie real o imaginaria de un medio continuo.

T= C/A

Compresión

Es la resultante de las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo en determinada dirección.

Tracción

Esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.

Flexión

Es una combinación de compresión y de tracción. Mientras que las fibras superiores de la pieza sometida a un esfuerzo de flexión se alargan, las inferiores se acortan, o viceversa.

Torción

Son las que hacen que una pieza tienda a retorcerse sobre su eje central.

Grieta

Las grietas son producto del trabajo de la estructura, si no, no se flectarían, y para eso deben agrietarse. La cosa es cuánto se deben agrietar antes de que se sufra daño la estructura. La grieta habla de que la estructura está trabajando.