ESTRUCTURAS PARA PARA CUBRIR C UBRIR GRANDES LUCES La resolución a la cobertura de un espacio es un reto al que el hombre se ha enfrentado desde sus orígenes. Se han desarrollado diferentes trayectorias de las cuales hablaremos sobre las más trascendentes.
Estructura de cables Estructura adintelada Estructura abovedada Estructuras Estructur as trianguladas
CABLE
El cable es el elemento sometido común a tracción mas Una característica importante es su escasa o nula rigidez para fuerzas que actúan fuera de su eje
El cable toma la forma forma que le permite permite equilibrar la carga carga aplicada, si cambia la posición de la carga cambia la forma del cable Estos cambios de forma generan lo que se conoce como polígono funicular
La adaptabilidad de los cables a las cargas cambiantes hace que los cables sean
“inest bles” y h y que combin rlos con otros elementos que los est est bilicen, como l s
armaduras de rigidez en los puentes colgantes colgantes
ESTRUCTURA DE CABLES Empleado extensamente a lo largo de la historia para diversos motivos, el cable formado con cuerdas de fibras naturales fuertemente trenzadas es el insumo principal para construir pasarelas. Una vez puestas en servicio, estas pasarelas adoptan el aspecto natural de la catenaria (forma que adquiere un elemento lineal al ser sometido únicamente a su propio peso).
Los puentes colgantes, propios de las antiguas culturas sudamericanas y orientales, se anclaban a ambos lados de un acantilado, rio, etc. mediante unas cuerdas, denominadas lianas, que sustentaban mediante otras cuerdas que de estas colgaban, unos listones de madera transversales
Una de las pasarelas mas conocidas es la que rreposa eposa a 36 metros de altura sobre el río Apurímac en la ciudad de Cusco (Perú), cuya luz alcanza los 45 metros de longitud.
El siguiente paso en esta evolución viene dado por el cambio en el material utilizado. Se desarrollar des arrollaron on proyect pro yectos os de puen puentes tes colgant colg antes es de cadenas cadenas en Chin China. a.
En 1607 1607 Faus Fausto to Ver Veranz anzio io propu propuso so en Venecia el que se considera el prim pr imer er conc concep epto to de pu puen ente te atirantado de la historia. atirantado historia. Se trata de un diseño en el que un tablero de madera se encuentra sustentado por tirantes oblicuos de cadenas (eyebars).
De este modo, se llega hasta el que se considera el primer puente colgante de la época moderna. Se trata del puen puente te sobr sobree Jacob´ Jacob´ss Creek (Pennsylvania), (Pennsylvania), obra del ingeniero americano James Finley, inaugurado en el año 1801 con una luz de 21 metros. Posteriormente Posteriormen y debido su éxito,deJ. Finley decidióte patentar suasistema cadenas al proyectar el puente de Newburyport, con el cual se conseguía alcanzar los 74 metros de luz, una cifra considerable para el año 1810.
El puente colga colgante nte de Menaii es un puente Mena puente colgante entre la isla de Aglesys Agles ys Y gales. gales. Fue diseñado dise ñado por Thomas Thomas Telford elford y se completó en 1826, siendo uno de los primeros puentes colgantes modernos y entre 1826 y 1836 ostentó el record de del mayor vano colgante mundo.
El puente colgant colgantee de Clifton, construido en 1864, tiene 412m de luz, cruza el desfiladero de Avon y el río Avon, uniendo el barrio de Clifton Clifto n en Bristo Bristoll con Leigh Woods en North Somerset, Inglaterra. Fue diseñado por Isambar Kingd Kin gdom om Brunel Brunel . Es un puent puente, e, que que está está reconocido en el grado I de la lista de monumentos clasificados del Reino Unido.
En 1855 1855 John John A. Roebli Roebling ng diseñó diseñó y construyó el considerado como primer puente atiranta atirantado do de la historia. Se trata de un puente esencialment esencia lmentee colgante colgante sobre el Río Niágara, pero con los tirantes oblicuos, oblicuo s, que salvó una luz luz de 250 metros. Roebl Roebling observó cómo estos ing tirantes tirantes oblicuos oblicu os contribuían contribuían enormemente enormem ente a rigidizar rigidizar el tablero, tablero, evitando así los fenómenos (entonces habituales) de inestabilidad y vibraciones por viento.
John y Washington Roebling, Emily Warren Roebling La evolución del acero provocó una mejora en el resto de sistemas estructurales. John Roebling Roebling en 1,841 invent inventa ae introduce el cable de alambres trenzados. Año de Construcción: Construcc ión: 1870-1883 Longitud del Cable principal: 1.100 m
Con el transcurso del tiempo, el sistema de atirantamie at irantamiento nto fue evolucionando a medida que su conocimiento y las técnicas téc nicas de cálculo avanzaron. Esta evolución se hizo patente cuando en 1907, el ingeniero ingeniero francés franc és Albert Gisclard Gisclard diseñó el Puente de Cassagne Cassagne salvando salvando una luz de 156 metros. metros. Sus Sus puentes estaban muy orientados al tráfico ferroviario, ya que su sistema de atirantamiento rigidizaba notablemente el tablero. Visualmente se puede contemplar cómo, a través de esta introducción histórica, los puentes se aproximaban cada vez más al concepto de puente atirantado actual.
De este modo se llega hasta 1955, año en el que fue construido el primer primer puente puente atirantado de la era moderna, obra del ingeniero ingenier o alemán alemán Franz Dischinger. Se trata del Puente Puente de Strömsund, ubicado en Suecia y cuyo vano central centr al mide 183 metros.
Algunas configuraciones de puentes pu entes atirantados El puente de Hitsuishijima es un puente atirantado const construido ruido entre las islas de Hitsuishi y de Iwakuro en la Prefe Prefectura ctura de Kaga Kagawa. wa. Tiene un vano central de 420 m y una longitud, con sus vanos laterales de 790 m; las pilonas culminan a 148 m. El atirantado es de tipo semi-arpa y el tablero está constituido por una viga en celosia.
Joya de la industria industria de la construcció construcción n francesa de los años 90, esta obra dotada de múltiples tirantes tirantes de fijación une la ciudad de Havre con Honfleur.. Este puente de 2 141 metros de longitud está Honfleur está compuesto compuesto por 1 350 metros de viaducto viaducto de acceso, acceso, un tramo tramo central de 856 metros y 2 postes de 214 metros de altura que soportan soportan el sistema de de arriostrado.
Transmisión de cargas en puentes colgantes y atirantados Puente colgante
Puente atirantado
OTHMAR HERMANN AMMANN Nació en Schaffhausen, Suiza en 1879. Él recibió su educación de ingeniería en el Polytechni Pol ytechnikum kum en Zürich, Suiza. En 1904, él emigró a los Estados Unidos, empleando su carrera trabajando sobre todo en la ciudad de Nueva York. •
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Puente George Washington (abierto Octubre 24, 1931) Puentee Bayonne Puent Bayonne (abierto (abierto Noviembre Noviembre 15, 1931) Puente Triborough Triborough (abierto Julio 11, 1936) Puente Bronx-Whitestone (abierto Abril 29, 1939) Puente Throg’s Nec Neck k (abier (abierto to Enero 11, 1961) Puentee Verrazano Puent Verrazano Narrows Narrows (abierto (abierto Noviembre 21, 1964)
El puente George Washington Washington (Año 1,931) se extiende sobre el río Hudson, conectando el Palisades de Nueva Jersey con las costas de Manhattan. La estructura estructura fue diseñada por el cofundad cofundador or de Ammann & Whitney Whitney,, Othmar Amman Ammann, n, y el arquitect arquitecto o Cass Gilbert, en 192 1923. 3.
Puente de Verrazano-Narrows Verrazano-Narrows (OTHMAR (OTHMAR HERMANN AMMANN) La longitud de su tramo central es de 1298 m, lo que lo convirtió en el puente colgante más largo del mundo desde el término de su construcción en 1964 hasta 1981.
Pier Luig Luigii Nervi Nervi - Papele Papelera ra Burg Burgo o
Fue un gesto rotundo. Construir un puente atirantado sobre ningún río. En 1960, la fábrica Papelera Mantua Burgo decidió la producción producción de diseños de papel especialmente largos que requerían máquinas de casi 160 metros para su fabricación. Los propietarios de la fábrica soli solicitaron citaron a Nervi un diseño libre de pilares que permitiese una gran versatilidad para el uso de esta maquinaria o incluso una mayor en el futuro.
PIER LUIGI NERVI Pier Luigi Nervi, (1879,1962).Ingeniero y
arquitecto italiano conocido arquitecto conocido por por su novedoso uso del concreto armado. Es
uno de los máximos exponentes de del movimiento de arquitectura racionalista de los años veinte y treinta del siglo XX. Estudió en en la Escuela de Ingeniería Ingeniería Civil de Bolonia y constituyó su propio estudio en 1920. Desde sus momentos se vinculó con lasprimeros estructuras estructur as pudiendo pudiendo compararsele compararsele con Eiffel, Robert Robert Maillart o Freyssinet. Freyssinet.
George Washington Washington Bridge Bus Terminal Pier Luigi Nervi, Nerv i, 1963
Banco de la Reserva Federal de Minneapolis Arquitectur Arquit ectura: a: Gunna Gunnarr Birke Birkeks ks Estructuras: Skilling, Helle, Christiansen, Robertson
En cada extremo de la estructura que forman el cable y el “codal”
(puntal) verticalesaparecen que son reacciones soportadas a su vez por dos torres de concreto armado con una altura de 13 pisos. vacio La estructura que cubre el
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La estructura no solo debe soportar las carg cargas as verticales, también debe soportar las carg cargas as de viento. Las torres funcionan como voladizos. Para las cargas verticales el esfuerzo es de compresión. El momento flector endelatracción base y produce esfuerzos compresión. Es un caso mas de flexocompresión.
Otto Frei (1,925-2,015)
Estructuras tensadas y de membrana de bajo peso Parque Olímpico Munich
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Históricamente inspiradas por las tiendas de campaña –uno de los primeros refugios concebidos por el hombre –, las estructuras estructur assitensadas ofrecen serie de beneficios se comparan conuna otros modelos estructurales. Estructuralmente, el sistema se formaliza mediante la combinación de tres elementos: elemento s: membranas, membranas , estructuras estructur as rígidas como postes y mástiles, y cables. La membrana es el equivalente espacial del cable colgante y la superficie que qu e adquiere bajo una condición de carga dada se denomina superficie funicular
ESTRUCTURA ADINTELADA (PÓRTICO) Las culturas egipcia y griega, desarrollaron una arquitectura adintelada, a través de piezas rectas para cubrir pequeñas luces. El material utilizado era la piedra, y las estructuras estaban limitadas al tamaño de las piezas ycualidades a sus características. característic Estas son muyas. importantes ya que la piedra, al poseer poca resistencia resiste ncia a flexión, necesitaba grandes peraltes para resolver pequeñas luces.
VIGA
Es una barra sujeta a cargas normales a su eje
Las condiciones de apoyo definen el tipo de viga
La viga resiste y transmite la carga a sus apoyos por medio de flexión y cortante
Mientras más grande sea el peralte de una viga mayor será su resistencia a la flexión La magnitud del momento máximo que puede resistir la sección está definida por la magnitud de las resultantes de esfuerzos internos de tensión y compresión que pueden desarrollarse
La secciones más eficientes son la simétrica simétricass y entre las simétricas las secciones I En zonas sísmicas es mejor usar secciones simétricas por que los momento momentoss por sismo pueden cambiar de signo
Las vigas también pueden pandearse La fibra en compresión de una viga se puede pandear y condicionar la resist resistencia encia a flexión de la viga (pandeo global) El alma de una viga de la sección I se puede pandear y condicionar resistencia resistencia al corte (pandeo local) Hay que verificar que las vigas tengan esbelteces adecuadas para que el pandeo global o local no reduzca su capacidad para tomar flexión y corte
El diseño de vigas de gran longitud hace que se requiera un gran peralte por que los esfuerzos aumenta aumentan n 2 con L y las deforma deformaciones ciones 4 con L , por eso para luces mayores son mejores los sistemas con cables, arcos y cascarones delgados.
Gracias a Eugéne Frey Fr eyssin ssinet et el hormigón pretensado permite alcanzar grandes luces con que antes solo eran posibles con estructur e structuras as metálicas
El principio básico del pretensado fue aplicado a la quizás construcción hace siglos, cuando se ataban cintas o bandas metálicas de duelas de alrededor madera para formar los barriles
Cuando se aprietan los cinchos crean un esfuerzo de compresión entre las duelas y las habilitan para resistir el empuje producido por la pr presió esión n inte interna rna del líquido contenido
Desde fines del siglo XIX muchos ingenieros – que tenían que ser entonces no solo simultáneamente proyectistas proyectistas y constructores, sino también investigado investigadores res e inventoresinventor es- trataron de pretensar pretensar elementos de concreto, generalmente generalmente vigas El procedimiento usual consistía en proveer a una barra de acero dulce con roscas en los extremos y luego estirar la barra ajustándola contra el concreto mediante tuercas. El procedimiento funcionaba inicialmente pero con supieran el tiempo, sin que los ingenieros la razón, se perdían el pretensado y los efectos deseados se desvanecían.
Pretensar un elemento estructural consiste en crear en él, mediante algún procedimiento específico, durante la aplicación de lasantes o cargas externas, esfuerzos de tal magnitud que, al combinarse con los resultantes de dichas fuerzas externas, los esfuerzos de tensión o anulen los disminuyan, manteniéndolos mantenié ndolos bajo las tensiones admisibles que puede resistir res istir el material material
El concreto se caracteriza por tener esfuerzos e sfuerzos resistentes resistentes muy disímiles en tracción (reducidos y asumidos como nulos en la mayor parte de las estructuras) y compresión (elevados) y, y, es, por lo l o tanto el material ideal idea l para ser pretensado. La idea básica bás ica es aplicar pre esfuerzos de compresión donde aparecerán los de tracción proveyendo proveyendo así – artificialmente- al material la capacidad para resistir aquellos esfuerz esfuerzos os que no son propios de su naturaleza resistent resistentee
Existen dos modos de proceder para anclar los los tendones El primero –llamado pretensado y empleado generalmente en la pre fabricación de elementos – consiste en estirar primero los tendones y anclarlos en contrafuertes, contrafu ertes, el concreto se llena luego envolviendo estos tendones ydebida cuando seadquiere “cortan” la losresistencia cables. El anclaje es en este caso por adherencia entre los tendones y el
concreto.
El segundo modo empleado generalmente en la construcción construcción in-situ llamado postensado consiste en construir el elemento de concreto dejándole ductos donde están colocados o se colocan posteriormente el llenado del concreto los tendones
Cuando el concreto ha adquirido la resistencia debida los tendones son estirados y anclados con sistemas mecánicos
EUGENE FREYSSINET Nació en Francia el 13 de julio de 1879. En 1899 1899 ingresó ingr(en esósuensegundo la Escuela Escueintento), la Politécnica y después en la Escuela de Puentes y Caminos. Camin os. En 1,903, 1,903, todavía todavía estudiantee (se licenció en 1,905), estudiant tuvo su primer cargo: ingeniero de servicios ordinarios y vecinales, con la función de aconsejar técnicamente a varios alcaldes del distrito del este, de Vichy y Lapalisse
Fr Frey eyss ssin inet et re real aliz izó ó nu nume mero rosa sass inve invenc ncio ione ness y avanc ances en las las técni écniccas, as, pensa ensado doss con el fin de optimizar al máximo los medios disponibles económicos, materiales, de mano de obra, o calidad, según demandase la obra que se debía realizar. Gracias a sus contribuciones hubo un gran cambio en las formas de construir, haci ha cién éndo dose se posi posibl blee la mater eria iali lizzació ación n de obras hasta ese momento consideradas imposibles.
En 1,930 cuando tenía 50 años y siendo un ingeniero exitoso y reconocido por sus innovaciones dio un giro hacia el pretensado. Escribió en sus memorias “Cuando tenia
50 años, estaba dejando una vida que ya estaba planeada para aventurarme a otra llena de riesgos e incertidumbres”
Puente de Plougastel
Hangares de Orly Formado por una serie de arcos parabólicos de hormigón armado, armado, cada uno de los dos hangares posee 90m de luz, 60m de altura y 300m de longitud
Compuesto por tres arcos de 186.5m de luz entre ejes y dos plataformas, la inferior con una vía de ferrocarril y la superior con una calzada de 6m y dos andenes de 1m. Para disminuir el peso propio, que es el principal problema en los arcos, se adoptó un solo arco de 9,5m de ancho, que arrancaba con 5m de espesor afinándose en la parte superior. El arco se considera empotrado de sección variable, sin tracciones en ningún punto.
Fue la obra que permitió al concreto pretensado adquirir su fama mundial. Su construcción comienza en 1941 y se concluyó en 1946 una vez terminada la Segunda Guerra Mundial. Salvando S alvando un vano de 55m el puente de cruza río Marne. Debido a los requerimientos de navegación, nafuncionales vegación, Freyssinet Freys proyectó porticada de granelrebajamiento, esquivando los inconvenientes que sinet implicarían unauna vigaviga común o Luzancy
un arco por sus grandes dimensiones. Logró así un arco plano que se eleva con delicadeza y elegancia, producto del hormigón pretensado. Su estructura básicamente consis consiste te en tres vigas-cajón paralelas de sección rectangular variable (
[email protected]) según el esfuerzo a soportar. soportar.
Christian Menn (3 de ma marzo rzo de 1927 - 16 de julio de 2018 2018)) recibió su título de ingeniero civil en 1950 y su Ph.D. en 1956 del Instituto Federal de Tecnología Tecnología de Sui Suiza za (ETH) en Zuri Zurich, ch, Suiza. Los puentes de concreto con pretensado extradosado extradosad o han surgido ccomo omo una nuev nuevaa tipología de puentes para luces medias. En los puentes extradosados, tendones de al canto pretensado se disponenlos exteriormente de la sección y por la parte superior del tablero, siendo anclados en torres de poca altura, o desviados en estas por medio de sillas de anclaje ubicadas en la cima de los pilónos .A partir de su configuración morfol morfológica, ógica, los puentes extradosados extradosados son reconocido reconocidoss como puentes intermedios entre los puentes atirantados y los de pretensado de viga cajón.
Christian Menn Sunniberg bridge
Ganter bridge
Paulo Pau lo Mendes Mendes da Ro Rocha cha “En 1928 nació Paulo Mend Mendes es da Rocha. Rocha. En 1928 Eugene Freyssinet Freyssinet inventó inventó un nuevo material, el hormigón pretensado. pretensa do. No hay cábalas cábalas mágicas tras esa coincidencia, sino la realidad constatable de que las técnicas inventadas por llegan a la arquitectura dela uningeniería modo consciente varias décadas después, a veces toda una vida después. Y ese segundo descubrimiento prende deseos inalcanzables, que se vuelven posibles” “La faceta más llamativa de la obra de Mendes da Rocha Rocha es la del dominio dominio de la técnica estructural, no como alarde, sino como razón formativa de su arquitectura. Sus edificios se pueden leer como un artefacto que resuelve con eficacia y acierto los problemas planteados. De una manera man era natural, la técnica dispone lo que el pensamiento propone”
En1987 se empieza a construir el Museo Brasileño de Escultura. El elemento más característico característico del proyecto es el gran pórtico de 60m de largo creado con una viga de concreto postensado, que cubre el anfiteatro y ejerce de umbral del edificio.
ARCOS, BOVEDAS y CUPULAS En la región de Mesopotamia, asirios y caldeos recurrían a una solución más sofisticada para cubrir mayores distancias usando bóvedas. Algunos egiptólogos han encontrado rastros de lo que parecen los arranques de unos arcos (formando lo que parecía una bóveda de cañón) que daban cobijo a los almacenes de trigo de una ciudad del antiguo Egipto relacionada relac ionada con el Far Faraón aón Ramses II. Graneros del Ramesseum, templo de Ramsés II. Orilla occidental occidental de de Luxor LuxorSheikh Sheikh Abd
EL ARCO El arco es el equivalente equivalent e del cable colgante para esfuerzos de compresión
Al no poder cambiar de forma cualquier deformación de la tray trayectoria ectoriadecorrespondient correspondiente al funicular cargas origina la aparición flexiones paraetransmitir lasde cargas a los apoyos La forma del arco puede elegirse de modo que se aproxime tanto como sea posible al funicular de las cargas mas pesadas, con miras a reducir la flexión al mínimo
Los arcos generan fuerzas horizontales que se deben absorber en en los apoyos mediante contrafuertes o tensores.
Al estar sometido a grandes compresiones el arco puede pandearse, hay que tomar las mismas precauciones que para una columna
CASCARONES
La cáscara cilíndrica (bóveda) es una sucesión de arcos Una bóveda corta se puede analizar preliminarmente como un arco simple
CASCARONES
Las bóvedas largas desarrollan tensiones similares a las de una viga, en este caso cabe considerar al cilindro como una viga con sección curva
CUPULAS Las cúpulas se generan rotando un arco alrededor del eje central
CÁSCARAS •
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Ciertamente, no existen reglas para el diseño preliminar de estas estructuras contra las fuerzas sísmicas El asesoramiento en ingeniería estructural es esencial. Es posible encontrar analogías con sistemas estructurales más comunes La estructura rresistente esistente a sismos de una cúpula sometida a una fuerza horizontal se puede considerar de forma simplista en planta como dos placas curvadas
CÁSCARAS •
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Una aproximación similar es aplicable a las cáscaras trianguladas. Sus superficies pueden ser consideradas como marcos curvados doblemente En la base de la estructura donde los marcos son como marcos verticales convencionales necesitan un número adecuado de crujías reforzadas para transferir fuerzas a
la cimentación
CÁSCARAS •
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Lejos de las paredes las áreas del techo actúan más como diafragmas curvos Cuando una cáscara es irregular, se puede obtener una apreciación de su resistencia sísmica identificando las longitudes de las "paredes cortantes" en el nivel de la planta baja
Fueron los romanos los que primero pri mero alcanzaron alcanzaron las ggrandes randes luces con sus bóvedas y cúpulas. El Pantéon Pantéon (Construcci (Construcción ón 27AC-118DC) 27AC-118DC)
El cilindro tiene una altura igual al radio, y la altura total es igual al diámetro, por lo que se puede inscribir una esfera complet esfera completaa en el espacio interior. interior. El diámetr diámetro o de la cúpula cúpula es de 43,44 m (150 pies).
El tipo de cúpula más fácil de construir es la hemisférica, ya que el radio constante de curvatura permite utilizar un encofrado simple. Sin embargo, la hemisférica no es una forma estructural estructural ideal, ya que las partes inferiores de las cúpulas hemisféricas están sometidas a esfuerzos de tracción horizontales en,la dirección circunferencial circunf erencial que pueden dar lugar a un agrietamiento meridional.
Comportamiento Comportamient o de cúpulas cúpul as y láminas Las cúpulas resisten las cargas esencialmente por tensiones de membrana (tracción, compresión y corte) y pueden espesores muy delgados tener ya que no necesitan desarrollar esfuerzos de flexión El apoyo en los bordes distorsiona el comportamiento dea un membrana y obliga aumento de espesor en esta zona
El arco Gateway Gateway fue diseñado por el arquitecto estadounidense estadounidense de origen finladés Eero Ee ro Saarine Saarinen n y el el iinge ngenie niero ro de estruc estructur turas as Hannsk Hannskarl arl Bandel Bandel en 1947. 1947. Su construcción terminó en Octubre de 1965 La forma del arco es una catenaria invertida. La construcción en triángulos permite que el interior del arco permanezca hueco lo que ayudó no sólo con el peso de la estructura, estructura, sino que también permite un sistema de tranvía instalado en su interior. Todo lo que se puede ver es su brillante piel exterior de acero inoxidable cubriendo la piel interior de acero al carbono, que se combinan para llevar las cargas de gravedad y viento al nivel de suelo.
Cada pata es un triángulo equilátero equilátero con lados de 16.46m a nivel del suelo, disminuyendo hasta 5.18m en la parte superior. Las patas tienen paredes dobles de acero con una separación de 0.91cm a nivel del suelo y 0.18cm por encima de los 122m. Hasta la marca de 91.5m el espacio entre las paredes está lleno de hormigón armado. Más allá de ese punto se utilizan u tilizan refuerzos de acero. Para construir las patas del Arco las secciones triangulares de doble pared se colocaron una encima de otra y luego fueron soldadas por dentro y por fuera.
Eer ero o Sa Saar arin inen en Terminal TWA, Nueva York, 1962 Estructuras: AMMANN y WHITNEY
Aeropuerto Dulles, Washington DC, 1962 Estructuras: Estructur as: AMMANN y WHITNEY
ESTRUCTURAS LAMINARES La evolución de las soluciones abovedadas recae en el concreto armado que fue adquiriendo un funcionamiento estructural similar al de cualquier membrana, cáscar cáscaraa o caparazón caparaz ón que se encuentra en la naturaleza. naturalez a. Se alcanzó de este modo soluciones completamente y composiciones a base de la libres adición de geometrías sencillas, de las que destacan los paraboloides hiperbólicos del arquitecto español
Félix Candela (1910-1997).
Restaurante “Los Manantiales”
Palacio de los deportes
Los primeros constructores de cáscaras empleaban geometrías simples que se podían describir y construir fácilmente . En los años cincuenta, Heinz Isler (1,926-2,009) desarrolló un nuevo concepto para estas superficies, definiendo su geometría a partir de experimentaciones con modelos físicos exactos, como membranas de goma inflable o tela colgante.
Isler real realizó izó má máss de mil cuatrocientas estructuras laminares de concreto armado , y es está tá consider considerado ado uno de los especialistas más importantes de esta técnica del mundo. Es uno de los ingeniero ingenieross civiles suizos del mássiglo XX, importantes junto con Robert Maillart Maillart,, Othmar Oth mar Ammann Ammann y Chr Chris istia tian n Menn.
Palacio Palaci o de Exposiciones de la CNIT •
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Arquitectos: Camelot, de Ma Mail illy ly y Zehrfuss Ingeniero de fachadas: Jean Prouvé Ingeniero estructural: Nicolas
Esquillan
La bóved bóvedaa de conc concret reto o armado del CNIT se apoya sobre 3 puntos o pi pilar lares es sit situa uado doss en lo loss vértices de un triángulo equilátero de 218m de lado, cubriéndolo. Su altura es de 50 metros. La bóveda tiene forma de catenaria.
Es una lámina de dos hojas de concreto armado. Las láminas están unidas entre sí por nervios dispuestos en dosendirecciones. Las dimensiones planta se reducen a medida que se acerca a los apoyos, a su vez los esfuerzos aumentan por lo que cerca a los apoyos se aumentó el ancho de los nervios y el espesor de las láminas. Las laminas se hicieron curvas para evitar el pandeo local
ESTRUCTURAS TRIANGULADAS TRIANGULADAS El sistema de bóvedas no podría haberse realizado si no hubiera sido por el alto grado de especialización de los artesanos carpinteros, que además de la construcción de puentes, defensas y puertos, así como también de cubiertas, construían constru ían las cimbras y andamiajes necesarios la construcción de estas estructuraspara abovedadas. Estas pequeñas construcciones son el origen de las estructuras estructur as trianguladas
Los romanos emplearon las celosías de madera para diversos usos, por ejemplo para la construcción de puentes como el de Trajano y el de Damasco. No se han encontrado restos de este último pero que si indicios, graciaspuente a grabados, ponen de manifiesto la existencia de estas celosías.
Las propiedades mecánicas de la madera, buen compartimiento tanto a tracción como a compresión así como su baja densidad en comparación con otros materiales, provocaron que las estructuras trianguladas se convirtieran en uno de los sistemas estructurales más utilizados para la cobertura de espacios.
Otro ejemplo de la evolución de las cerchas es la empleada para la cubierta deAgustín la sala de ejerciciosen de Moscú, de Betancourt 1818. La cubierta cubría un vano de 45 metros y la longitud de la nave era de 150 metros.
Con la Revolución Industrial, el acero se convierte en el material estructural predominante. Las pretensiones por cubrir espacios cada vez mayores provocaron a su vez el desarrollo de grandes peraltes en los que se prefiere prefiere la solución de cercha en oposición a vigas de alma llena, por un aspecto meramente económico El puente ferroviario ferroviario Firth of Forth“, se terminó de construir finales del siglo siglo XIX . Diseñado Diseñado por John Fowler y Benjamin Baker. Baker. Salva una longitud total de más de 2.500 metros, metros, divididos divididos en 24 vanos de los que podemos destacar destacar los dos centrales, centrales, que sobrevuelan sobrevuelan 520 metros cada uno a más de 45 metros de altura sobre la lámina de agua.
Las cerchas parecen el sistema, hoy por hoy, más adecuado para dar solución a las estructuras estructur as de edificación que requieran de
A su vez, las mejoras técnicas de que se disponen hoy en día hacen que la combinación de arcos y cables también una buena solución para cubrir
grandes luces. (Estadio de Hong Kong)
grandes espacios. (Herzog de Me Meuron, uron, Trade Fair Hanover Hall 26)
Aeropuerto Internacional de Kansai, Renzo Renzo Piano, 1994
PREDIMENSIONAMIENTO Promedio Máximo Cable apoyado
f=L/6
f=L/10
Cerchas de madera Cerchas de acero
t=L/4 t=L/12
t=L/8 t=L/18
Arcos de acero Arcos de concreto armado
f=L/8 t=L/40 f=L/8
f=L/16 t=L/50 f=L/12
Máxima Luz L=100m L=25m L=30m
L=100m L=100m
