L1 KARLA FERNÁNDEZ PIZARRO ESTRUCTURA II, 2020 DAVID LUZA, JORGE CARVALLO

INFORME ESTRUCTURA II

LA FORMA RESISTENTE

INDICE

1. GLOSARIO.2. EXPERIENCIA EMPÍRICA DE SISTEMAS DE FUERZAS,ANTONI GAUDÍ. 2.1. CUERDA TENSADA ENTRE DOS VÍNCULOS FIJOS. 2.2. CUERDA SUSPENDIDA ENTRE DOS VÍNCULOS FIJOS. 2.3. CATENARIA. 2.4. CUERDA RIGIDIZADA. 2.5. TRACCIÓN Y COMPRESIÓN. 2.6. CONCLUSIÓN.

3. EXPERIENCIA EMPÍRICA DE SISTEMAS DE FUERZAS, FREIOTTO. 2.1. LA FORMA ARQUITECTÓNICA. 2.2. DOBLE CURVATURA. 2.3. TRACCIÓN Y COMPRESIÓN. 2.4. CARGAS. 2.5. MATERIALES. 2.6. CONCLUSIÓN.

GLOSARIO

1.- EQUILIBRIO: UN SISTEMA ESTÁ EN EQUILIBRIO CUANDO LOS CUERPOS QUE LO FORMAN ESTÁN EN REPOSO, ES DECIR, SIN MOVIMIENTO.

2.- ESTABILIDAD: PROPIEDAD DE UN CUERPO DE MANTENERSE EN EQUILIBRIO ESTABLE O DE VOLVER A DICHO ESTADO TRAS SUFRIR UNA PERTURBACIÓN. TIENE QUE VER CON LA CAPACIDAD DE REACCIÓN DE SUS VÍNVULOS Y MATERIALES.

3.- ESFUERZO: ES LA FUERZA POR UNIDAD DE ÁREA, O LA INTENSIDAD DE LAS FUERZAS DISTRIBUIDAS A TRAVÉS DE UNA SECCIÓN DADA.

4.- CARGA AXIAL: FUERZA QUE ACTÚA A LO LARGO DEL EJE LONGITUDINAL DE UN MIEMBRO ESTRUCTU-RAL, APLICADA AL CENTROIDE DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL DEL MISMO, PRODUCIENDO UN ESFUERZO UNIFORME.

5.- CATENARIA: LA FORMA NATURAL QUE ADQUIERE UNA CADENA CUANDO CAE POR SU PROPIO PESO.

6.- ISOTROPÍA: CORRESPONDE A UNA CARACTERÍSTICA DEL MATERIAL EN QUE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DEL MEDIO SON LAS MISMAS INDEPENDIENTE DE LA DIRECCIÓN.

7.- MATERIAL ANISOTROPO: LAS PROPIEDADES DEL MATERIAL SON EN FUNCIÓN DE LA DIRECCIÓN EN UN PUNTO DETERMINADO, POR ENDE, SU REACCIÓN TAMBIÉN DEPENDE DEL PLANO EN DONDE SE APLICA LA FUERZA.

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KARLA FERNÁNDEZ PIZARRO ESTRUCTURA II, 2020 DAVID LUZA, JORGE CARVALLOL2

EXPERIENCIA EMPÍRICA DE SISTEMAS DE FUERZASANTONI GAUDI

HE EMPEZADO TENSANDO UNA CUERDA ENTRE DOS VÍNCULOS FIJOS, QUE HAN

HECHO DE LA ESTRUCTURA UNA, HIPERESTÁTICA. SIN MÁS CARGAS QUE SU PESO

PROPIO LA CUERDA SE HA QUEDADO RECTA, AL COLOCAR UNA CARGA EN SU

CENTRO APENAS SE HA DEFORMADO Y EN CUANTO LA CARGA SE HA QUITADO, LA

ESTRUCTURA HA VUELTO A SU FORMA ORIGINAL.

HE SEGUIDO PROBANDO CON LA MISMA FORMA EN UNA REDISTRIBUCIÓN DE LAS

CARGAS. PRIMERO DE FORMA PUNTUAL, LUEGO DISTRIBUYENDOLAS UNIFORME-

MENTE, FORMANDO UNA LEVE PARÁBOLA. LA TENSIÓN DE LA CUERDA, COMO

REACCIÓN HORIZONTAL DE AMBOS VÍNCULOS, HA SIDO MAYOR A LAS FUERZA

EXTERNAS APLICADAS POR LO QUE LA DEFORMACIÓN HA SIDO MÍNIMA.

HE SEGUIDO CON ESTA CUERDA PERO SOLTANDO UN POCO LA TENSIÓN DE LOS

VÍNCULOS. LA CUERDA AL CAER POR LA FUERZA GRAVITATORIA DE SU PESO PROPIO

AHORA FORMÓ UNA LEVE CATENARIA. AL AGREGAR UNA FUERZA VERTICAL, PUNTUAL

EN SU CENTRO, LA ESTRUCTURA HA RESPONDIDO CON UN POLÍGONO FUNICULAR

PROPICIA PARA SOPORTAR ESA CARGA ESPECÍFICA. LUEGO, AL AGREGAR FUERZAS

UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDAS, LA CUERDA HA RESPONDIDO CON UNA FORMA

SIMILAR A LA PRIMERA CURVA, PERO DILATADA POR EL PESO.

AL AGREGAR CARGAS PUNTUALES DISTRIBUIDAS, LA TENSIÓN DE LA CUERDA HA

CONSTRUIDO UN DIÁLOGO ENTRE LAS CARGAS DE MODOS QUE LAS CARGAS LATERALES

HAN DEFORMADO LA DIAGONAL FORMADA POR LA CARGA MAYOR EN EL CENTRO.

2.- CUERDA SUSPENDIDA ENTRE DOS VÍNCULOS FIJOS.

1.- CUERDA TENSADA ENTRE DOS VINCULOS FIJOS

LE HE DADO UNA MAYOR LONGITUD A LA CUERDA EN UNA SECCIÓN HORIZONTAL

ESTRECHA, DE MANERA QUE HA SALIDO UNA CATENARIA. ESTA, AL SER MÁS

VERTICAL, COMPENSA LAS TENSIONES HORIZONTALES DE LA CUERDA Y LAS

CARGAS LLEGAN CON MENOS EMPUJES HORIZONTALES A LOS VÍNCULOS.

LA CATENARIA ESTÁ EN EQUILIBRIO HASTA QUE NO SE LE APLICAN FUERZAS

HORIZONTALES. SI ESTO SUCEDE ESTA NO TIENE RESTRICCIONES PARA NO OSCILAR.

AL AGREGAR UN PESO IMPORTANTE AL CENTRO DE LA CATENARIA, ESTA SE

DEFORMÓ DE TAL MANERA QUE SURGIÓ LA PREGUNTA DE QUÉ OCURRIRÍA AL FIJAR

LA CUERDA EN AQUEL PUNTO. POR LO QUE AÑADÍ UN VÍNCULO MÓVIL PARA

RIGIDIZAR. DE ESTA MANERA SE FORMÓ UN TRIÁNGULO INVERTIDO, EL PUNTO BAJO

RECIBÍA A TRAVÉS DE LAS DIAGONALES LAS CARGAS DE LOS LATERALES, QUE

REPARTÍ UNIFORMEMENTE POR LO QUE LA CUERDA AL ESTAR TENSA, PERMANECIÓ

EN EQUILIBRIO.

6.- ¿SERÁ POSIBLE CLASIFICAR Y DEFINIR CUÁLES O QUÉ TIPO DE

EXIGENCIA RECAE SOBRE LOS VÍNCULOS ANTES EXPERIMENTA-

DOS?

6.1- EN LAS ESTRUCTURAS CON MAYOR LUZ, AL AÑADIR UNA CARGA ALEJADA DE

LOS APOYOS, LA DIAGONAL QUE FORMABA LA CUERDA ESTABA FORMADA POR UNA

VERTICAL, COMO POR UNA HORIZONTAL IMPORTANTE. POR LO QUE ESTOS

VÍNCULOS HAN TENIDO QUE SER CAPACES DE TENER UNA REACCIÓN HORIZONTAL.

HE COLOCADO DOS VÍNCULOS FIJOS QUE HAN IMPEDIDO LA ROTACIÓN DE LA

CUERDA.

6.2- EN LAS CATENARIAS, LA LLEGADA DE LAS CARGAS A LOS VÍNCULOS HA SIDO DE

UNA MANERA VERTICAL, POR LO QUE LA EXIGENCIA MAYOR DE LOS VÍNCULOS ERA

EN ESTE SENTIDO.

6.3- EN EL SISTEMA ARTICULADO, CON DOS VÍNCULOS FIJOS Y UNO MÓVIL SE HA

LLEGADO A UNA ESTRUCTURA HIPERESTÁTICA.

EN UNA PROBLEMÁTICA ESTRUCTURAL, CON UNA LUZ Y ALTURA, EL EJERCICIO DE

COLGAR UNA CUERDA CON LAS CARACTERÍSTICAS DADAS, Y A ESTA CUERDA

APLICARLE SU HIPÓTESIS DE CARGA, HACE APARECER LA GEOMETRÍA ÓPTIMA PARA

SOPORTARLA. Y COMO EL TRAYECTO QUE HACEN LAS CARGAS SE MUESTRA EVIDEN-

TEMENTE EN LA CUERDA, TAMBIÉN HAY UN ATISBO DE QUÉ VÍNCULOS USAR.

4.- CUERDA RIGIDIZADA

3.- CATENARIA

CONCLUSIÓN

ENTENDIENDO QUE LAS ESTRUCTURAS QUE TRABAJAN A TRACCIÓN, AL INVERTIR-

LAS SON FORMAS QUE PARA PARA SOPORTAR LA MISMA HIPÓTESIS DE CARGA,

TRABAJAN A COMPRESIÓN, PODEMOS DECIR QUE:

- CATENARIA = ARCO CATENARIO (COMPRESIÓN)

- CABLE SUSPENDIDO SOMETIDO A UN SISTEMA DE FUERZAS PUNTUALES = ARCO

FUNICULAR.

- CABLE SUSPENDIDO SOMETIDO A FUERZAS UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDAS =

PARÁBOLA.

5.- TRACCIÓN Y COMPRESIÓN

HIPÓTESIS DE CARGA -> ARCO PROPICIO.

CATENARIA (TRACCIÓ)

ARCO (COMPRESIÓN)

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FREI OTTOFREI OTTOEXPERIENCIA EMPÍRICA DE SISTEMAS DE FUERZAS

1.- LA FORMA ARQUITECTÓNICA.

PARA ESTA CONDICIÓN, DEBIDO A MI TALLER ACTUAL, PENSÉ LA ESTRUCTURA CON

LAS CUALIDADES DE UN TEATRO: CON UNA AMPLITUD CENTRAL Y DOBLE ORIENTA-

CIÓN.

EN PLANTA LA ESTRUCTURA SE RESUELVE EN TORNO A DOS EJES SEMI CIRCULARES,

QUE FORMAN ESTA ESPECIE DE AUDITORIO CENTRAL Y LA GALERÍA PERIMETRAL.

2.- DOBLE CURVATURA.

EL CENTRO LO HE PENSADO COMO UNA BÓVEDA DE DOBLE CURVATURA CIRCUN-

DADA POR UNA BÓVEDA MÁS BAJA Y ESTRECHA. AL COLOCAR EL MANTO LA FORMA

HA DESAPARECIDO POR LO QUE HE TENIDO QUE IDEAR UNA TRAMA DE VÍNCULOS

CON ALAMBRE PARA DIFERENCIAR LAS PARTES. VÍNCULOS MÓVILES.

SIN EMBARGO LA FORMA HA RESULTADO EN UNA UNIÓN DE LA TRAMA CON LA

CURVATURA DE LA PLANTA CENTRAL, Y LA CURVA DE LA BÓVEDA EXTERIOR. DE

MANERA QUE SE CONSTRUYE UN AMARRE DE EMPUJES VERTICALES Y HORIZONTA-

LES QUE LE DAN RIGIDEZ AL MATERIAL.

PARA ESTE PROYECTO EXPERIMENTAL PROBÉ CUATRO MATERIALES PARA EL MANTO

DE LA ESTRUCTURA: TELA, ALUSA, BOLSA PLÁSTICA Y MALLA DE HILO.

TELA: EN PROPORCIÓN A LA ESTRUCTURA, ES MUY PESADA. ADEMÁS SU DENSIDAD

NO PERMITÍA DEVELAR LAS CURVAS DE LA ESTRUCTURA SINO QUE CAÍA CON LAS

SUYAS PROPIAS.

ALUSA: SE AMOLDA DE MEJOR MANERA QUE LA TELA PERO TIENE UN COMPORTA-

MIENTO PLÁSTICO.

BOLSA PLASTICA: LIVIANA Y FÁCIL DE RIGIDIZAR.

MALLA DE HILO: LIVIANA, SE AMOLDA BIEN A LA FORMA SIN DEFORMAR.

PARA LA ESTRUCTURA UTILICÉ ALAMBRE, MATERIAL ISOTRÓPICO, RÍGIDO.

5.- MATERIALES.

LA ESTABILIDAD DE LA ESTRUCTURA NO VIENE SOLO DE MANO DE LOS MATERIALES,

SINO QUE SU GEOMETRÍA PUEDE HACER QUE ESTOS SE COMPORTEN DE UNA U

OTRA MANERA. EN ESTE CASO, EL MATERIAL HA CONSEGUIDO UNA RIGIDEZ QUE LE

PERMITIÓ AL MANTO SOPORTARSE A SÍ MISMO, POR MEDIO DE LA UNIÓN DE

TRACCIÓN Y COMPRESIÓN.

CONCLUSIÓN

4.- CARGAS.

LA ESTRUCTURA SE MANTUVO EN EQUILIBRIO BAJO LA CARGA DE SU PESO PROPIO,

PERO AL AÑADIR EL MANTO DE LA ENVOLVENTE TENDÍA PANDEAR, POR LO QUE NO

ERA ESTABLE.

LO CURIOSO ES QUE SIENDO DOS ESTRUCTURAS SIMILARES, LA INTERIOR Y LA

EXTERIOR, SE COMPORTARON DE FORMA DIFERENTE, ESO ME LLEVÓ A PREGUNTAR-

ME POR QUÉ. DADA LA DIFERENCIA DE ALTURAS, LA CENTRAL ERA MÁS PROPICIA A

PANDEAR CON LAS FUERZAS HORIZONTALES: EN EL EJE HORIZONTAL DEL ARCO

ESTE ESTABA RÍGIDO, TAMBIÉN RESPONDÍA BIEN A FUERZAS VERTICALES, EL PROBLE-

MA ES CUANDO SE LE APLICARON FUERZAS HORIZONTALES TRANSVERSALMENTE A

LA LUZ. HE LLEGADO A LA CONCLUSIÓN QUE HACÍA FALTA UN EMPOTRAMIENTO,

PARA PODER RESPONDER A ESTOS TRES EMPUJES DIFERENTES.

LA ENVOLVENTE ESTÁ TRABAJANDO A TRACCIÓN (ESTÁ SUSPENDIDA SOBRE, Y

RIGIDIZADA POR) Y LA ESTRUCTURA DE ALAMBRE A COMPRESIÓN. ASÍ MISMO

OCURRE CON LA ESTRUCTURA EXTERIOR QUE ESTÁ EN EQUILIBRIO SÓLO POR LA

GEOMETRÍA DE SU DOBLE CURVATURA, EN SUS BORDES NO PRECISA DEL ALAMBRE

Y ES CAPAZ DE AGUANTAR SU PESO PROPIO EN UN LEVE VOLADIZO.

3.- TRACCIÓN Y COMPRESIÓN.