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Sistemas de estructuras Forma activa

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Sistemas de estructuras Forma activa tomado del libro de Heino Engel

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Sistemas de estructuras Forma activa

  1. 1. SISTEMAS DE ESTRUCTURAS CAROLINA FONSECA HERNAN GOMEZ BERRIO ANDREA JARAMILLO
  2. 2. FORMA ACTIVA Son sistemas portantes de un material no rígido y flexible, en los que la transmisión de cargas es atreves de la forma. Desvían las fuerzas exteriores a través de fuerzas normales.
  3. 3. FORMA ACTIVA Existen varios sistemas portantes de Forma Activa: -1) Estructuras de Cables -2) Estructuras de tienda -3) Estructuras neumáticas -4) Estructuras de Arcos
  4. 4. ESTRUCTURAS DE CABLES Son estructuras especialmente apropiadas para cubiertas de grandes luces con materiales livianos donde el elemento estructural esencial es el cable y el esfuerzo fundamental es el de tracción. relación peso/luz. Los antecedentes de las estructuras de cables pueden encontrarse en las velas de los barcos
  5. 5. ESTRUCTURAS DE CABLES CARACTERISTICAS: • Resisten únicamente esfuerzos de tracción pura • La forma responde a las cargas • Cualquier cambio en las condiciones de carga afecta a la forma • Carecen de rigidez transversal • Las cargas pueden ser muy grandes en relación al peso propio • No constituye una estructura auto portante: el diseño exigirá estructuras auxiliares que sostengan los cables a alturas importantes. Esto conlleva a una combinación de sistemas estructurales diferentes.
  6. 6. •Es la estructura a tensión típica •Son muy flexibles y cambian de forma bajo la acción de cargas concentradas • No poseen rigidez a la flexión, ni resisten fuerzas de compresión. •Bajo la acción de fuerzas concentradas grandes, se deforma, pierde su perfil original y alcanza el denominado polígono funicular.
  7. 7. Cuando las cargas son más repartidas se obtienen formas curvas, como la parábola, comúnmente presentada en los puentes colgantes. Para mantener el equilibrio  reacción vertical + reacción horizontal hacia afuera.
  8. 8. CABLES RADIALES •Se observa la presencia de un anillo perimetral comprimido (generalmente de hormigón). •Requiere un anillo o tambor central donde anclan los cables, traccionado, (generalmente de acero). •El cable puede ser exclusivo para cada carga o bien puede pasar por varias cargas sucesivamente.
  9. 9. CABLES BIAXIALES • El cable estará trabajando en tracción pura. • Estructuras ligeras aptas para cubrir grandes luces. • No constituye una estructura auto portante, el diseño exigirá estructuras auxiliares . •Pueden tener un estado de tensión  -unidimensional: en su forma recta se encuentra el cable tensado, y en los curvos la forma catenaria. - bidimensional.
  10. 10. Las estructuras en cables biaxiales requieren de elementos tales como: -arcos perimetrales de apoyo -viga perimetral -cable perimetralJFK
  11. 11. CELOSÍAS DE CABLES • Sistema triangulado compuesto por elementos estructurales (normalmente) rectos interconectados.  Los elementos individuales se interconectan en los nudos; que se suelen considerar uniones nominalmente articuladas. • El esfuerzo principal sobre cada elemento es tracción o compresión. •Cuando las uniones de los nudos son rígidas, se introduce una flexión secundaria.
  12. 12. ESTRUCTURAS DE ARCOS El arco es una estructura comprimida utilizada para cubrir grandes y pequeñas luces empleando la mínima cantidad de material posible Es capaz de resistir cargas determinadas por un estado de compresión simple. http://www.farq.edu.uy/estabilidad-i/files/2012/02/estructuras_traccionadas.pdf
  13. 13. Los arcos generan fuerzas horizontales que se deben absorber en los apoyos mediante tensores. http://www.albaiges.com/ingenieria/arco_archivos/image008.jpg
  14. 14. Arcos y arquitectura increíble dentro de la mezquita de Córdoba uno de los más famosos monumentos de Andalucía http://www.youtube.com/watch?v=39G0ae 5ij7I
  15. 15. La línea de presiones está asociada a un estado de cargas, el eje de dicho arco coincidirá con el estado de carga correspondiente a los pesos propios. Cualquier variación en las condiciones de carga modifica la forma del arco funicular y crea una nueva forma. http://www.albaiges.com/ingenieria/arco_archivos/image011.jpg http://bibliotecas1978.files.wordpress.com/2012/07/4.jpg
  16. 16. La Capilla Abierta de Teposcolula, de 15 metros altura por 43 de largo y 11 de fondo, data del siglo XVI y había colapsado a causa de varios sismos Arcos de la capilla en el convento de Teposcolula Oaxaca
  17. 17. Podemos considerar a los arcos cuyo eje coincide con la línea de presiones, llamados arcos “funiculares. http://farm7.staticflickr.com/6201/6133046581_f78795ab77_z.jpg Arco Gateway Saint Louis - Gateway Arch
  18. 18. RELACIÓN ENTRE EL CABLE SUSPENDIDO Y EL ARCO FUNICULAR
  19. 19. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/54/Buckled_column.png Compresión pura (arcos), y el fenómeno del pandeo dará formas diferentes. la flexibilidad permitirá la adaptación a la forma necesaria, en el otro, la rigidez del arco llevará a que no lo pueda hacer,el arco será “funicular “solo para un estado de carga particular
  20. 20. ARCOS LINEALES Estructuras de grandes luces con arcos biarticulados -Arcos alineados a tierra con una cubierta curva apoyada encima
  21. 21. ARCOS LINEALES Arcos apoyados en contrafuertes con una cubierta plana suspendida polígono parabólico Arcos apoyados en contrafuertes con una cubierta curva apoyada encima catenaria
  22. 22. ESTRUCTURAS EN TIENDA Soluciones estructurales livianas y flexibles, que se encuadran dentro de las que resisten por tracción,con posibilidad de adaptar su forma al funicular de las cargas externas. http://img.alibaba.com/photo/625953605/tent_membrane_struct ure_architecture.jpg
  23. 23. debe resolver los siguientes problemas: • resistir al vientola menor cantidad de material • emplear telas resistentes • ser de fácil montaje Presentacion power ponit profesor helmut ramos
  24. 24. A la superficie estructural que se generó por este proceso algunos autores la llaman “a cuatro puntos”. Es la forma más simple de cubierta. https://www.google.com.co/search?q=membranas+arquitectonicas+en+bogota&bav=on.2,or.r_qf.&bvm=bv.49967636,d.eWU,pv.xjs.s.en_US.jOYpRJj4zM
  25. 25. Durante el proceso de diseño formal de estas superficies, el aspecto tensional inherente a las mismas. Las unidades formales, que por sí solas o combinadas definen una cubierta corresponden a superficies infinitas, de doble curvatura total negativa http://www.herrera.unt.edu.ar/revistacet/anteriores/Nro26/PDF/p50-54.pdf https://www.google.com.co/search?q=membranas+arquitectonicas+en+bogota&bav=on.2,or.r_qf.& Superficies de simple curvatura doble curvatura positiva superficies combinadas superficies de doble curvatura negativa
  26. 26. Una estructura a compresión utilizada para cubrir grandes luces. Mediante un tendido de cables anulares horizontales , se incrementa la resistencia contra las cargas asimétricas, de la condensación de los cables paralelos y meridianos resulta la membrana de la tienda. A causa de la concentración de las fuerzas en la vértice, ha desengancharse la superficie de la cima se origina así la forma de gibo
  27. 27. ESTRUCTURAS NEUMÁTICAS EL VOLUMEN DE AIRE encerrado en una envolvente flexible y resistente a tracciones se comporta como un SÓLIDO homogéneo y elástico. pueden absorber, transmitir y trasladar fuerzas exteriores. http://www.sudysign.cl/images/estructuras_neumaticas/techo.jpg
  28. 28. ventas@sudysign.chttp://www.sudysign.cl/estructuras_neumaticas.php
  29. 29. Como las fuerzas de un volumen cerrado de aire sometido a presión son de igual magnitud en todas las direcciones. La forma de resultante son las SUPERFÍCIES ESFÉRICAS -Al disminuir su radio manteniendo la misma presión Interior, se reducen las tensiones en la membrana
  30. 30. http://4.bp.blogspot.com/_6u1p_vhs3IU/TQc0lf8ZII/AAAAAAA AFtg/hVlWm4GNSTY/s00/burbuja-hinchable-transparente- 2.jpeg http://www.sudysign.cl/images/estructuras_neumatica s/estructuras_neumaticas_x1.png
  31. 31. Si se aumenta la presión interior del aire: se equilibra el peso propio de la membrana y las cargas asimétricas no la deforman.
  32. 32. DE NAVES NEUMÁTICAS La sobrepresión del aire en el espacio Interior estabiliza su forma frente a las fuerzas actuantes. Es el "espacio útil" disponible.
  33. 33. DE COLCHONES DE AIRE La sobrepresión del aire en el colchón sirve para estabilizar la membrana y formar una cubierta. Para absorber los esfuerzos en los extremos se necesita una estructura auxiliar.
  34. 34. DE TUBOS DE AIRE La sobrepresión estabiliza la forma del tubo para formar elementos portantes lineales que pueden cubrir un espacio de diferentes maneras.
  35. 35. http://www.bec.es/imagenes/estructuras- hinchables/estructura-hinchable-tubular-dantin/estructura- hinchable-tubular-dantin-F02.jpg http://img.archiexpo.es/images_ae/photo-g/estructura- neumatica-55251-4238863.jpg
  36. 36. BÓVEDAS Tienen las dimensiones mas largas de la planta. Están soportados en las esquinas y se comportan como vigas largas en dirección longitudinal. http://www.arquitecturablanca.com/archivos/obras/imagen-00708.jpg arq leinweber http://es.wikiarquitectura.com/images/thumb/8/86/Embot_bacardi_1960_se_completaron_3.jpg/30 0px-Embot_bacardi_1960_se_completaron_3.jpg Arq felix candela http://www.slideshare.net/DiegoCastilloCerf/cascara
  37. 37. El arco trabaja sometido a comprensión y a las flexiones que se generen transversalmente en la medida en que su trazado sea o no anti funicular http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fc/Groined_vault_001.png/220px-Groined_vault_001.png
  38. 38. Las bóvedas generan cargas verticales y empujes horizontales sobre sus apoyos , logrando que su peso propio centre sobre la base para mantener el equilibrio. http://www.slideshare.net/gialinganvidal/cupulas http://www.fotosimagenes.org/imagenes/bovedas-de-canon-4.jpg
  39. 39. RETÍCULAS ABOVEDADAS Las retículas son conjuntos de líneas paralelas separadas regularmente que se cortan, crea un modelo compuesto de puntos. http://www.slideshare.net/valentinarivadeneiraz/retcula-arq-modular
  40. 40. Retícula mas común, neutra Sin dirección y jerarquía Retícula con movimiento, estable, no neutra http://www.slideshare.net/valentinarivadeneiraz/retcula-arq-modular
  41. 41. Estructura compleja es el del Cine Imax de Madrid http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8f/Malla_004.jpg http://webdelprofesor.ula.ve/arquitectura/jorgem/principal/guias/seleccion_sistema/C143.jpg Voussoir Cloud Installation, Los Angeles – United States (2008). Arquitectura, Lisa Iwamoto http://blog.bellostes.com/media/voussoir-cloud.png
  42. 42. BIBLIOGRAFIAhttp://www.albaiges.com/ingenieria/arco.htm http://www.farq.edu.uy/estabilidad-i/files/2012/02/estructuras_traccionadas.pdf http://tecnologiaiec.blogspot.com/2010/05/sistemas-estructurales-de-forma-activa.html https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTQPt3zfE3pHFSe2625p882oZlQ0fF3MKqeyecHsL4RSdExYR7Lxw • http://civilgeeks.com/wp-content/uploads/2011/07/Puentes-colgantes-or%C3%ADgenes-juventud-madurez-dise%C3%B1os-aerodin%C3%A1micos-y-recientes- 02.jpg • http://civilgeeks.com/wp-content/uploads/2011/07/Puentes-colgantes-or%C3%ADgenes-juventud-madurez-dise%C3%B1os-aerodin%C3%A1micos-y-recientes- 03.jpg • http://www.artzona.net/wp-content/gallery/beograd/slike-beograda-novi-most-na-adi-bg005.jpg • https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRxvUemdO8fQLuj5THba0emNCRYnwA7YohrNnzf1bWd827Xx2te • http://tecnologiaiec.blogspot.com/2010/05/sistemas-estructurales-de-forma-activa.html • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/02/Golden-Gate-Bridge.svg/1211px-Golden Gate-Bridge.svg.png • https://www.google.com.co/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=8&cad=rja&sqi=2&ved=0CFMQFjAH&url=http%3A%2F%2Fwww.tallerdnc.com.ar%2Fi ndex.php%2Fplan-v%2Fnivel-iv%2Fdescargas%2Fcategory%2F29-guias-estudio.html%3Fdownload%3D109%253Age- 9&ei=cfr3UaPeIsen4APhzoHgDA&usg=AFQjCNFG3K8q5zl6IX5qk4JzJcCI4YGtJw&bvm=bv.49967636,d.eWU • http://es.scribd.com/doc/82998866/Expo-Cables • http://apuntesdearquitecturadigital.blogspot.com/2011/04/el-arquitecto-calatrava-y-el-museo-de.html • Presentacion power ponit profesor helmut ramos • https://www.google.com.co/search?q=membranas+arquitectonicas+en+bogota&bav=on.2,or.r_qf.&bvm=bv.49967636,d.eWU,pv.xjs.s.en_US.jOYpRJj4zM • http://lasalleestructuras.files.wordpress.com/2012/08/tensegrity.pdf

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