Victor Flores Aguilera - Ficha 05/24072014

De Casiopea

FICHA 05 - Uniones/Catenaria/

Clase 05 / 24.07.2014

  • Alumno: Victor Flores Aguilera

Uniones

Sobre las uniones, están se encargan de transmitir las cargas en un fragmento de la estructura, de un lado a otro, también existen uniones que se encargan de hacer lo contrario, separan las cargas en una estructura,por ejemplo las uniones de un puente, cuyo comportamiento es similar al de una viga, en este caso encontramos un soporte fijo y otro deslizante trasmitiendo la carga en el largo del sistema de apoyo.

[Capítulo 7 del libro “Estructuras o porqué las cosas no se caen", a propósito de las uniones.]

Una estructura eficaz es aquella en la que cada parte y cada junta tiene exactamente la resistencia necesaria para soportar las cargas que actúan sobre ella, de modo que, si se fija la resistencia, se debe conseguir utilizar la mínima cantidad de material y el mínimo de peso. Tal estructura debe, de forma ideal, romperse por cualquier punto con la carga de rotura. O mejor dicho romperse por todos los lados a la vez.

Sobre la catenaria- es la curva que describe una cadena suspendida por sus extremos, sometida a un campo gravitacional uniforme. . Por extensión, en matemáticas se denominacatenaria a la curva que adopta una cadena, cuerda o cable ideal perfectamente flexible, con masa distribuida uniformemente por unidad de longitud, suspendida por sus extremos y sometida a la acción de un campo gravitatorio uniforme. La evoluta de la catenaria es la tractriz.


Arco catenario

Se conoce como arco catenario a el arco que reproduce exactamente la morfología de una curva catenaria invertida . Todas las características matemáticas de la catenaria se conservan cuando su gráfica se invierte. El arco catenario es la forma ideal para el arco que se soporta a sí mismo. Cuando está construido de elementos individuales cuyas superficies son perpendiculares a la curva del arco, no existen fuerzas de cizalla significativas en las uniones y el empuje al apoyo se transmite a lo largo de la línea del arco.

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Además para arcos catenarios de igual longitud, cuando mayor es la altura, más pequeño es el empuje horizontal en los puntos de arranque, con lo que se pueden obtener grandes alturas con mínimos empujes laterales. Del arco catenario se derivan los arcos funiculares que tienen también óptimas características constructivas y que se pueden obtener con facilidad reproduciendo (invertidos) los efectos de cargas puntuales sobre una curva catenaria.


Catenaria/ Gaudí

Uno de los grandes arquitectos de todos los tiempos, el catalán Antonio Gaudí i Cornet que vivió entre 1852 y 1926, en una época de grandes transformaciones sociales en la que se produjo el tránsito a la arquitectura moderna, es probablemente el primero en investigar y hacer uso en su obra de la catenaria y otros arcos antifuniculares.

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No cabe duda de que Gaudí es un maestro de la arquitectura con una visión global de la obra, que cuida todos los detalles e integra, desde los primeros momentos de la concepción del proyecto, aspectos tan diferentes como la estructura, la distribución o la ornamentación. Si nos centramos en el aspecto del cálculo de estructuras, la característica más relevante y la que lo diferencia del resto de arquitectos de su época, es que, desde el inicio, hay una preocupación por el diseño de una estructura estable y no una mera comprobación de estabilidad a posteriori. Este interés en construir estructuras estables, apoyado en una buena formación técnica, es él que le lleva a buscar soluciones originales centradas en la raíz de los problemas y por ello, desde sus primeras obras, al empleo de arcos catenarios y parabólicos que eran muy poco habituales en la arquitectura occidental. Aunque por otro lado es evidente que su interés por este tipo de arcos no es meramente estructural, sino que los encontraba estéticamente satisfactorios, ya que los emplea con profusión en lugares donde otras soluciones estructurales hubieran sido posibles. Gaudí llega a manifestar que “... la catenaria da elegancia y espiritualidad al arco, elegancia y espiritualidad a la construcción entera”, “evita contrafuertes, el edificio pesa menos, gana una gracia vaporosa y se aguanta sin raros accesorios ortopédicos”.


ARCO CATENARICO-ARCO FUNICULAR

La catenaria es la curva que describe una cadena suspendida por sus extremos. La invención estructural de la catenaria, es que las fuerzas recorren la figura sin salirse de ella, hasta las bases. Pues cada fragmento de la cadena tiene una carga vertical y horizontal equivalente, por lo tanto la figura es estable y se soporta a sí misma. El arco funicular es la figura del arco catenario, pero deformada mediante pesos, forma que adoptan las obras, al erguirse sobre el suelo.

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MAQUETA INVERTIDA

Se le llama la maqueta invertida de Gaudi, al modelo que utiliza para calcular la estructura (figura) de sus obras, construidas a base de arcos catenaricos, entre ellos la sagrada familia. Consiste en un a cierta cantidad de cadenas que cuelgan fijas desde un soporte (espejo) de modo que se puede ver en el reflejo del espejo la figura invertida, forma real de la obra. Estas cadenas sufren deformaciones mediante pesos, que alargan las cadenas, tomando la forma actual de la sagrada familia. El Templo Expiatorio de la Sagrada Familia, la obra consiste en una gran basílica católica. Ubicada en Barcelona, España. La obra es Iniciada en 1882, estando aún en construcción. La obra cobra un lugar emblemático en la arquitectura por sus invenciones estructurales, como la utilización de la catenaria. Marcando un vuelco en el diseño de catedrales.

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PRINCIPIO DE LA REVERSIBILIDAD

Tiene que ver con la catenaria, y trata de que cuando la curva de la catenaria da hacia arriba, se produce una carga hacia abajo que actúa a compresión. Mientras que si esa catenaria se invierta con la curva hacia abajo, actúa la misma fuerza, pero a tracción. De esta manera se explican las maquetas de Gaudí. Catenaria es la curva que describe una cadena suspendida por sus extremos, sometida a un campo gravitatorio uniforme.



CLASE INGENIERO

CONTENCIÓN DE SUELOS

La importancia del estudio de suelo es relevante a la hora de determinar con que estructura se procederá a contener el mismo. En base a esto podemos partir definiendo los dos tipos básicos de terrenos existentes:

Terrenos de equilibrio estable: Terrenos en donde existe un equilibrio de la materia. Ante una modificación de la misma, ésta vuelve a su lugar.ibujos Terrenos de equilibrio inestable: Son los más clásicos en el mundo de la construcción. Son todos aquellos terrenos en donde sí se modifica parte de su equilibrio, se desestabiliza el total. Este es el caso de los taludes.

MURO PANTALLA

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Entre los diversos adelantos que presenta esta solución estructural esta la elección de su inclusión o no en la obra: por sus características estructurales puede perfectamente funcionar como muro portante dentro de la misma, sin embargo a continuación presentaremos las ventajas y desventajas de ambas opciones:

//Muro pantalla con doble función estructural: La fusión del muro de contención con el muro portante dentro de una obra puede disminuir notablemente el costo de la misma. Sin embargo fusionar el muro pantalla con la estructura erguida también puede ser de gran peligro ante un evento sísmico: se corre el riesgo que ante la oscilación excesiva del edificio se produzca un debilitamiento de los tensores y por ende un colapso del total de la estructura, es decir tanto del muro pantalla como del edificio.


//Muro pantalla aislado Esta solución no solo permite la conformación de un aire intermedio entre el muro pantalla y la obra, también otorga una nueva fachada habitable al edificio en la cual se puede trabajar tanto desde las zonas húmedas del mismo hasta sus circulaciones. En el caso de elegir esta última opción, es posible vincular ambos elementos mediante pasarelas con juntas de dilatación en uno de sus extremos: esto permite vincular el total sin unirlo físicamente, evitando interacción o influencia de un elemento sobre otro en caso de eventos sísmicos de gran intensidad.

La construcción del muro pantalla se lleva a cabo mediante una fuerte coordinación entre el la excavación y la colocación de los anclajes a través de los paneles del muro mismo; se excava y se procede a instalar anclajes de modo coordinado tal que la excavación aumente en tamaño de forma segura y con su parte superior ya contenida. Del mismo modo, y por las características propias del muro, es posible elegir el tipo de anclaje con el cual se desea trabajar:

Tensor activo

La perforación del anclaje se efectúa mediante una vaina dentro de la cual por un lado se inyecta el hormigón que conformará el contrapeso al final del anclaje, y por otro se incrusta un tensor que procederá a tensar el cable, manteniendo el muro en constante tirantez, es decir en una contención activa o continua del suelo. Sistema recomendado.


Tensor pasivo

El anclaje está compuesto por un perno atornillado en el suelo cuyo cabezal descansa sobre el muro. Este sistema funciona solo cuando se produce una falla en el suelo contenido, ante la cual el perno entra en tensión y por ende procede a tirar del muro pantalla.

//PLANO DE FALLA ENCUENTRO MURO DE CONTENCIÓN CON LOSAEl plano de falla es toda la tierra que está por detrás del muro de contención, y que produce un empuje hacia abajo para romper el muro. Cabe destacar que los tensores se tienen que ubicar necesariamente atrás del plano de falla.


//MOMENTO DE VUELVO Y RESTITUTIVO el muro se encuentra con la losa con una distancia de dilatación sísmica de 5 cm. para que el muro de contención pueda ser usado de manera estructural, tiene necesariamente apoyarse en un descanso la losa en juego. de esta manera el muro que contiene la tierra no recibe una carga extra que afecte en su funcionamiento y produzca una rotura. El momento de vuelco es el empuje del suelo por la altura. mientras que el momento restitutivo es el peso del edificio por la mitad de su largo. para que un edificio resista en equilibrio se tiene que cumplir que mv < mr


BIBLIOGRAFÍA

http://www.dywidag-sistemas.com/productos/geotecnia/anclajes-de-cable/sistema.html

http://delegacion.caminos.upm.es/apuntes/ICCP/6_sexto/Cimentaciones/ANCLAJES%202010.pdf

Estructuras o porque las cosas no se caen

Forma Resistente