quivira catalán, valentinaopac.pucv.cl/pucv_txt/txt-5500/uch5766_01.pdf · a través de la...

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Alumna: Valentina Quivira Catalan

Profesor: Juan Carlos Jeldes

Diseño Industrial

Escuela de Arquitectura y Diseno

Pontificia Universidad Catolica de Valparaiso

Septiembre 2009

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MEMBRANAS TENSADASConstrucciones flexibles, sutiles raptos de luz

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A mi familia por el apoyo y comprensión que me han dado durante todos estos

años.

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Este proyecto expone aspectos teóricos y prácticos relacionados con la conforma-ción de cubiertas tensadas y propone una tipología de éstas, en cuanto a forma, estructura, usos, etc., relevando aquellos aspectos especialmente relacionados con los casos de aplicación desarrollados.

Como parte de este estudio se desarrollaron tres proyectos de membranas tensa-das para centros de estudio, y se realizó la construcción de una de ellas. Estos ca-sos tienen en común la conformación de un espacio delimitado, protegido, de uso flexible y que se adapta a las condiciones del entorno, y cuya finalidad última es el acoger a grupos de estudiantes en el desarrollo de una amplia gama de actividades cotidianas.

Prólogo

Cuando pensamos en el habitar de un lugar llegan a la mente diversos elementos, que se constituyen como básicos, en cuanto suponen condiciones esenciales para la permanencia grata y prolongada en un espacio físico.

Las consideraciones materiales, técnicas, de uso del entorno, así como el tiem-po de construcción y la perdurabilidad, se transforman en desafíos permanentes. Luego, ¿cómo logramos darle forma y apropiarnos de él, de manera tal, que inte-grando todas estas consideraciones, pueda transformarse y constituir el espacio para este habitar?

La posibilidad de construir una luz, a través de la regulación de ésta por medio de un manto, el cual genera un espacio de habitar, proporciona de manera simple, al habitante las condiciones necesaria para el estar. Este manto, se constituye en la actualidad como una membrana tensada, que ofreciendo el habitante similares condiciones, se conforma con estructuras y materiales que garantizan la perdu-rabilidad en el tiempo, sin perder por ello la simpleza y versatilidad en el uso de dichos espacios.

- 6 -Membranas Tensadas

INDICE

Capítulo 1ENCARGO

Origen del encargo 6Actualidad del encargo 6 Importancia de resolver el encargo 7

OBJETIVOSObjetivo general 8Objetivos específicos 8

Capítulo 2FUNDAMENTOS 10

a. FUNDAMENTO TEORICO 11 Viviendas nómadas 13 Desarrollo de membranas a través del siglo XX 17 Clasificación de membranas 18 b. FUNDAMENTO CREATIVO 25 Tipos de sombra 25 Conformacion de un Agora 27 Observación de los centros de estudio 28 c. FUNDAMENTO TECNICO 37 Cualidades de una mambrana 37 Conformación de una membrana 39 Construcción de membranas 45 Presentación de proyectos 47

Capítulo 3 METODOLOGÍA

Hipotesis1.Taller de trabajo “Ciudad Abierta” 54 a) Partida General 54b) Maquetas 57c) Estudio Aerodinámico 61d) Proyeccion de membrana en 3D 74

2. Toldo Escuela de Arquitectura y Diseño PUCV 75a) Partida General 75b) Maquetas y Modelos 76 3. Membranas para sede Curauma PUCV 82a) Propuesta formal 82b) Modelos 83

Capítulo 4RESULTADOS

1.Taller de trabajo “Ciudad Abierta” 88Proyección de talleres 88a) Pensamiento Formal 90 Partes de la membrana 91b) Estructura 92c) Proyección de la membrana 94 Moldes de la membrana 95d) Maqueta final 96

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2. Toldo Escuela de Arquitectura y Diseño PUCV 99 Presentación del proyecto 100 Despiece 101a) Pensamiento Constructivo 102b) Maqueta final 105Proceso Constructivo 106(1) Membrana 106 (2) Piezas 108(3) Montaje 110

3. Membranas para sede Curauma PUCV 116a) Pensamiento formal 116b) Estructura 117 Despiece General 119 Membrana 121c) Maqueta final 122 Capítulo 5PLANOS 128

Capítulo 6ANEXOS

Detalles Constructivos 148

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ENCARGO capítulo 1


La necesidad de disponer de espacios aptos para el hábito, contemplando en ello la ocupación flexible de los espacios abiertos, a través del uso de materiales ligeros cubriendo amplias luces, constituye uno de los desafíos actuales de la arquitec-tura y el diseño contemporáneo. Asimismo, considerando el desafío actual que supone el desarrollo de una rela-ción dinámica y armónica con el medio ambiente, como consecuencia del uso indiscriminado de los recursos naturales y energéticos, esta propuesta constructiva sugiere el aprovechamiento elementos originarios que éste ofrece, por ejemplo el uso de la luz natural, que permite el ahorro de energía. Por otra parte, pensando en disminuir la intervención al medio, se integran las condiciones iniciales, que ofrece la superficie natural al momento de construir el habitáculo.

Otra gran ventaja, de este espacio habitable (membrana) radica en la flexibilidad del uso, que permite la habitabilidad en distintas condiciones y como respuesta a diferentes usos prácticos. Hasta hoy, en nuestro país, este tipo de espacio solo es concebido como de un uso y tiempo limitado, lo que repercute en cuanto existe una notoria tendencia a privilegiar las construcciones de materiales sólidos, excluyendo en gran medida esta alternativa. Por ello este modo de construcción es incipiente, sin embargo constituye una propuesta que puede responder de manera eficiente a múltiples necesidades de habitar, caracterizándose por ser una construcción ligera (no re-quiere grandes estructuras), de bajo costo, de rápida construcción y con escaso impacto en el medio.

1. El proyecto nace a partir del trabajo realizado en la travesía a Caraíva, Brasil en el año 2007 a cargo del profesor Juan Carlos Jeldes con el segundo año de Diseño Industrial. En esta travesía se construye como obra una membrana que genera una sombra creando un espacio habitable. Esto sentó el primer precedente.

2. Se han tenido diversas experiencias en la escuela en el desarrollo de membra-nas. Se ha recurrido a ellas en travesías para crear espacios de trabajo que alojen la construcción de la obra y como resguardo para las personas que se dedican a las faenas. Esto ha permitido tener como experiencia la generación de espacios, a partir de elementos ligeros y transportables. De esta manera, el proyecto toma como indicio las experiencias de trabajo en travesías y en la escuela, donde frecuentemente se desarrollan faenas al aire libre, debiéndose constituir espacios de trabajo y descanso, en cualquier lugar y mo-mento.

Origen del encargo Actualidad del encargo

Capítulo 1Encargo

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En relación a la estética, este tipo de estructura de material ligero, permite el juego de las formas, lo que garantiza gran diversidad, generando un distingo más evidente y radical entre las diferentes construcciones. Esto como consecuencia de las líneas que dibuja, los colores escogidos y la materialidad, en relación a las construcciones que se conforman con materiales sólidos, que no permiten mayor flexibilidad, apegándose a formatos más convencionales.

Asimismo, en la construcción de membranas destinadas a espacios o centros de uso público, es posible trasmitir a través de la forma el concepto esperado y de-seado, de quien realiza el encargo. Lo anterior, permite que las diferentes personas, puedan transmitir un mensaje y dar una identidad a sus empresas, acorde a su visión e intereses.

Importancia de resolver el encargoEl desarrollo de elementos constructivos para el habitar o estar por periodos de tiempo que persigan una permanencia grata para el hombre ha sido desde el co-mienzo de los tiempos un tema de vital importancia. El tener un lugar de resguardo y contención frente al habitar del espacio total, resulta una prioridad al enfrentar el estar. Sea esto de manera permanente o de paso en un lugar; sea por seguridad o por enfrentar los eventos climáticos propios del medio, de una manera más efi-ciente. Estas situaciones se han traducido en la búsqueda de espacios de resguardo, de acuerdo al momento, lo que determina las condiciones de este refugio. En la actualidad los materiales de construcción permanente son en su mayoría sólidos o rígidos respondiendo a la idea de perdurabilidad.

Por esto, es que cobra importancia este proyecto para poder plantear nuevas for-mas de implementar espacios habitables, por medio de estructuras ligeras que otorguen condiciones de perdurabilidad y confort.


Objetivos

5.- Desarrollar experiencias concretas, que permitan el acercamiento con la construcción y su materialidad. - Proyección taller de armado “ Ciudad Abierta” - Proyección de membranas Sede Curauma PUCV - Construcción membrana-toldo facultad de arquitectura y diseño PUCV 6.- Sistematizar el proceso de construcción de los distintos proyectos, integran-do elementos teóricos y prácticos.

Objetivo GeneralEl objetivo de esta tesis es contemplar y proponer la construcción de espacios aptos para el habito a partir de la sombra generada en base a cubiertas tensa-das. A través de la generación de una sombra, una región de oscuridad, donde la luz se obstaculiza permitiendo el habitar grato del espacio.

Objetivos específicos

1.- Estudiar la evolución de membranas flexibles en la experiencia del habitar del hombre.

2.- Estudiar y reconocer los elementos que conforman la construcción de una membrana flexible.

3.- Reconocer los múltiples usos de este espacio de habito, considerando para ello el tipo de usos, el lugar de emplazamiento, las características del medio en que esta inserta la membrana.

4.- Realizar estudios aerodinámicos que permitan comprender el efecto del viento, en las construcciones.

Capítulo 2Fundamento

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FUNDAMENTOS capítulo 2

FUNDAMENTOS

TÉCNICO

CREATIVO

TEÓRICO

CLASIFICACIÓN ESTRUCTURAS LIGERAS

MEMBRANAS EN SIGLO XX

VIVIENDAS NÓMADES

TUAREG

YURTA

CHURUATA

TENSADAS POR CABLES

NEUMÁTICASARCOS

CÓNICA

DOBLE CURVATURA

UMBRA

CENTROS DE ESTUDIO

CUALIDADES DE UNA MEMBRANA

FORMA

CONFORMACIÓN

LUZ

CONFORMACIÓN MEMBRANA

PARTES

DEFINICIÓN

TELA

PIEZAS

CABLES


El hombre desde que aparece sobre la faz de la tierra entra en una relación de control y dominación del medio que lo rodea. A diferencia de los animales, desarrolla destre-zas que le permiten interactuar y trasformar el entorno; sistemáticamente integra técnicas que le facilitan la apropiación de los recursos que la naturaleza le ofrece y así ramas, palos, piedras, rocas, árboles, hierbas, etc. se convierten en elementos a su servicio.

Sin embargo, esto no es suficiente, la inmensidad del entorno y las amenazas del medio crean nuevas necesidades. Frente a ello, la propia geografía natural se constituye como el primer objeto de contención que le permite “delimitar” los espa-cios, proporcionándole al hombre una nueva dimensión, donde los límites aparecen claros y determinados, ofreciéndole mejores condiciones de contención y de ha-bitabilidad.

Al comenzar a comprender los elementos del entorno, y a través de su manipulación e interacción con ellos, el hombre interviene el espacio físico, generando así espacios de habitabilidad autodelimitados, que constituyen un recurso de contención frente al acontecer que le rodea.

Esta capacidad de limitar el entorno, es vivenciada por el hombre como una ex-periencia continua a través de las generaciones, adaptándose y trasformándose, en respuesta a los distintos condicionantes climáticos, socio-culturales, materiales, etc.

IntroducciónLa apropiación y delimitación del espacio, necesariamente va ligada al cambio del paisaje natural, incorporando nuevos elementos, de tipo artificial que intervienen el medio. Así, el resultado de la experiencia constructiva del hombre, en búsqueda de generar un espacio para habitar, se plasma en nuevos conocimientos, y estos a su vez, se traducen en forma y materialidad.

Es aquí, donde aparece el distingo, que se plasma en la construcción del espacio, a través de la diferenciación e incorporación de la propia experiencia, que se transfor-ma en conocimiento que se transmite y complejiza, incorporando diversidad de ma-teriales, técnicas y estructuras, que progresivamente van dando paso a la identidad del espacio para habitar.

Surge así, la construcción de cubiertas sea en forma de tejidos de ramas o de pieles cosidas, para formar el cobijo en forma parcial o total, es parte de este cúmulo de experiencias, porque en contraste con las cuevas, naturales o excavadas en la tie-rra, la tienda es algo artificial, planeada a partir de diversas partes que se completan y erigida donde hasta entonces no hubo nada. El presente trabajo, es un estudio, en el cual se desarrolla y expone la construcción de estructuras ligeras, las que son constituidas por elementos textiles y estructuras de soporte. La característica común de dichas estructuras, es el planteamiento inicial que persigue cada proyecto: la búsqueda del menor uso de material para cubrir grandes superficies utilizando como cubiertas materiales ligeros, trasformando así un espacio ilimitado, en un espacio acotado y habitable.

a. Fundamento Teórico


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1. VIVIENDAS NOMADESA medida que la velocidad migratoria es más lenta, la vivienda se vuelve más com-pleja tanto en organización social como en técnica constructiva, en este sentido podemos mencionar las denominadas “Churuatas” que son un tipo de vivienda co-lectiva de gran belleza formal perteneciente a las etnias Piaroa, Yekuanas, Panare, Pemones, entre otras. Su ubicación se encuentra asociada al transporte fluvial y a la localización de tierras fértiles para la siembra de los llamados “conucos”. Como son viviendas más consolidadas, llegan a formar conjuntos de varias Churuatas.

La tienda es el registro más antiguo de una membrana, por su condición de mon-taje rápido a partir de ligeras estructuras o soportes transportables, capaces de resistir a las condiciones ambientales para el resguardo.

Los refugios de las tribus nómadas, dada su versatilidad, expresan con extraordi-naria precisión la condición de movimiento y flexibilidad. Estos refugios o cobijos los podemos definir desde el punto de vista constructivo, como un habitáculo cuya cubierta puede montarse o desmontarse de una estructura de soporte que a su vez también es desmontable, pudiendo transportar todo el conjunto.

Estas tribus y etnias han desarrollado su cultura constructiva predominantemente alrededor de la tensión, su mecánica estructural dominante es bajo sistemas trac-cionados que recurren a las membranas, en su mayoría, realizadas con tejidos de fibras naturales. Existen muchos ejemplos de arquitectura nómada traccionada como las tiendas y chozas de los indígenas del continente americano, jaimas de las tribus nómadas árabes y africanas y la yurta de los pueblos nómadas del Asia Central.


La Churuata varia de acuerdo a cada etnia pero todas son de planta circular man-teniendo siempre su carácter colectivo. Aquí se describe brevemente la Churuata Piaróa dado que tiene características constructivas que aportan una referencia para el estudio de componentes estructurales pre-flectados. Además destaca por la geometría anticlástica de la cubierta. La planta es circular de 17 mts. de diáme-tro por 12 mts. de altura totalmente libre de tabiquería demarcando el espacio de cada familia con las hamacas y los fogones. En el centro del círculo se construye una armadura soportante en forma de cruz realizada en palos de madera. Este esqueleto sustentante define el punto alto del cobijo, además sirve para colgar las hamacas (tejido para dormir y descansar). En el perímetro del círculo se siembran horcones flectados en forma de meridianos radiales que van a unirse en el punto alto central del esqueleto. Estos horcones se amarran entre sí con un tejido vegetal denominados “Bejucos” en forma de paralelos.

A la altura del hombre se colocan unos contrafuertes formados por palos de ma-dera que estabilizan la estructura junto a la forma anticlástica de la cubierta a los esfuerzos horizontales del viento que puede alcanzar unos máximos entre 20 a 30 m/s. Sobre este entramado de malla radial se coloca un cerramiento de tejido muy delgado de hoja de palma o paja cuya puntada del tejido se realiza de tal forma que no pueda entrar el agua pero si el aire, consiguiéndose un espacio confortable internamente. La única abertura del cobijo hacia el exterior es el acceso, que suele ser de reducidas dimensiones. La forma anticlástica tipo “S” de la gran cubierta y los objetos tejidos como cestas, hamacas e instrumentos de uso cotidiano para la caza o preparación de alimentos de estas culturas, son sin duda, desde el punto de vista etnológico, unos de los legados culturales de estos pueblos.

a) Churuata

Los horcones de madera son enterrados y luego flecta-dos hasta obtener formas geométricas que contribuyen a la estabilización de la estructura. Luego de flectados son amarrados al esqueleto central del cobijo.) Ch t

Los horcones de madera son enterrados y luego flecta-

a. Estructura soportante.b. Churuata cubierta por un tejido de paja.


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a. Yurtab. Anillo rigido superior que sirve de iluminacion interior y repiradero.c. Imagen del interior de la Yurta.

b)YurtaEn invierno se colocan tres capas y en verano se deja medio metro sin cubrir en la parte inferior del enrejado para aumentar la respiración. Estos cerramientos se atan con cuerdas que mantienen unida la piel a la estructura y le otorgan continui-dad estructural, aunque en este caso, el cerramiento no contribuye a la rigidiza-ción de la estructura y sólo cumple su misión de filtro ambiental. Todo el conjunto de estructura y cerramiento es transportado por dos camellos cuya capacidad de carga es aproximadamente 700 Kg., el tiempo de montaje es de media hora para el desplegado de la estructura. Lo más destacable de este tipo de refugio es la velocidad de montaje, y su enrejado plegable plano lo que la hace transportable.

Está formado por listones de madera de 4 a 6 cm de sección que al ser desple-gados conforman un cerramiento vertical circular de 4 a 6 metros de diámetro. El nudo que hace posible este desplegado es formado por un hilo grueso y flexi-ble de piel de camello que conecta las barras pasantes. La cubierta es un cono truncado formada por barras de madera dispuestas en forma radial unidas en el perímetro inferior con el cerramiento plegable por ataduras, y en la parte alta se encuentran con un anillo rígido similar a una rueda de bicicleta que, a su vez, sirve de respiradero e iluminación del espacio interior. Sobre este esqueleto soportante se colocan esterillas, lonas y fieltros que varían de acuerdo al clima.

a. Cerramiento circular de listones.b. Barras de madera dispuestas de

forma radial.


Están ubicadas en el África septentrional en el desierto del Sahara con más de 8.000 kilómetros cuadrados, un espacio incluye las fronteras de Marruecos, Ar-gelia, Libia, Nigeria y Sudán. Son tiendas de “Bóveda”, extremadamente móviles y ligeras que se construyen a partir arcos formados por palos de madera flectados, anclados en el terreno y unidos o atados cerca de la clave del arco. Esto es debido a las dimensiones de las ramas de los árboles del desierto. Los arcos son de diferentes tamaños creciendo hacia el centro y decreciendo ha-cia la periferia del cobijo alcanzando una cubierta con una luz entre los 8 a los 10 metros. Sobre estos arcos pre-flectados se colocan otras barras de menor sección formando un entramado en ambos sentidos tipo malla ortogonal muy ligera, so-bre la cual se extiende unas lonas de pelo de cabra y esterillas para su cubierta, resultando combinación de formas anticlástica y sinclástica que contribuyen a su estabilización estructural y otorgan una extraordinaria belleza formal. El proceso constructivo es realizado por las mujeres.

c)Tuareg

a y b. Arcos de madera flectada anclados al terreno

a. Palos de madera anclados al suelo.

b. Tuareg cubierto por lonas de pelo de cabra y esterillas.

Imágenes de la conformación de tiendas de Bóveda con arcos

de madera de distintos tamaños.


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a. Arena de Raleigh

2. DESARROLLO DE LA CONSTRUCCION DE MEMBRANAS EN EL SIGLO XX

Existen antecedentes de diversas experiencias de este tipo, sin embargo es en 1932 cuando la cubierta colgante moderna inicia su desarrollo en con el techo de plancha de Albany en el estado de Nueva York. Cuatro superficies, cada una de 36 por 82 metros de un almacén para granos fueron cubiertas por una plancha de acero colgante curvada en una sola dirección, siguiendo la forma de una catena-ria.

Uno de los hitos fundamentales se produce en 1950 cuando el arquitecto Matthew Nowicki diseña un proyecto para la Arena de Raleigh de gran audacia tanto arqui-tectónica como constructiva. Diseña la cubierta de un estadio en forma de silla de montar. El techo es colgante en una dirección pero en la otra resulta notoriamente más alto en el centro que en ambos lados. Este diseño sienta un precedente al uti-lizar tela de orlon engomada que pende de unas cuerdas, sostenida por dos arcos, muy inclinados de hormigón armado.

El desarrollo de las construcciones livianas, particularmente el de las tiendas, es-pecíficamente, el de las cubiertas de membranas pretensadas, está orientado a lo que demandan los tiempos actuales: ligereza, menor gasto energético, más movilidad, mayor adaptabilidad, etc. Sin embargo de acuerdo a la bibliografía esta búsqueda es de larga data.

Así en las culturas occidentales un ejemplo de esto es el circo cuya historia se remonta a la época de los hipódromos de la Grecia antigua, cuando para conme-morar el regreso de los guerreros, el pueblo se reunía alrededor de un espectáculo donde se presentaban diversos espectáculos circenses. El circo llega hasta nues-tros días como un exponente emblemático de la arquitectura ligera y móvil.

En los albores del siglo XX existen antecedentes de los primeras construccio-nes que utilizaban la cubierta colgada, así durante la segunda guerra mundial se construyeron angares y talleres de reparación de planta cuadrada y cubierta con correas o de dientes de sierra colgada.


Entre los años 50 y 60 existen numerosos registros de proyectos que utilizaron mem-branas tensadas (telas de tienda) como una alternativa de cubierta para distintos tipos de edificios.

Es también en este período, que la arquitectura ligera toma dos caminos claramente definidos, aunque relacionados entre sí: uno siguió el desarrollo de sistemas estruc-turales de mallas reticuladas plegables iniciadas por Fuller (1953) y el otro seducido por las propiedades de la catenaria y los sistemas estructurales de mallas espaciales y membranas tensadas.

Este campo fue inexplorado en la arquitectura, hasta que en 1958 Frei Otto realiza su tesis doctoral “ Das Hängende Dach” (Cubiertas Colgantes) inaugurando un nuevo campo de conocimiento que tiene sus bases técnicas en la teoría de los cables de acero y los puentes colgantes.

El fundamento de Frei Otto nace a partir del estudio de la similitud entre la tecnología animal y la humana, donde establece relaciones entre las redes de los insectos y los utiliza en el diseño de nuevas estructuras. Sostiene que el hombre inventa y desarro-lla objetos técnicos de acuerdo a sus propios objetivos de optimización de procesos, reproduciendo herramientas, formas y materiales que están dados en la naturaleza.

Al referirse a los elementos superficiales básicos, observó que la espiral, el derrame desde un vértice, el arco de círculo, la esfera, el pentágono y el hexágono son mo-delos geométricos fundamentales que se manifiestan siempre y en todos los seres. Hace mención a que en cada una de estas formas está presente la idea de minimi-zación, el concepto de superficie mínima, de la distancia más corta, de la mínima estructura. Sostiene que las leyes físicas de minimización superficial y, por consi-guiente, de ahorro energético, están presentes tanto en las estructuras inanimadas como en todas las estructuras biológicas. Descubre que no sólo la naturaleza crea formas mínimas: hay seres, indudablemente menos evolucionados que el hombre, que construyen estructuras “mínimas”.Tal es el caso de las abejas, que crean sus celdas con cavidades hexagonales, es decir con aquella forma que optimiza la relación entre el volumen encerrado y las superficies planas que lo crean. La estructura natural, referente por excelencia de las membranas pretensadas y que recibió especial atención de Frei Otto, la crea otro ani-mal, la araña. Es su “herramienta de caza”: la tela. Las arañas son conocidas por su espectacular habilidad en el campo de la técnica de la construcción y por la calidad del material que fabrican.

Además de Otto podemos destacar los trabajos de los arquitectos e ingenieros como Tomas Herzog, Renzo Piano, Richard Rogers, Edmund Happold, Mássimo Majowie-ki, Horst Berger y Kasuo Ishii. Quienes han contribuido al desarrollo de las formas an-ticlásticas y estructuras tensadas con la construcción de diversas cubiertas utilizando la membrana como cerramiento y estructura.

22Membranas Tensadas

reproduciendo herramientas, formas y materiales que están dados en la naturaleza. Tomas Herzog, Renzo Piaki, Horst Berger y Kasuo Isticlásticas y estructuras tela membrana como cerram

a y b. Proyectos desarrollados por Frei Otto.


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3. CLASIFICACIÓN DE ESTRUCTURAS LIGERAS

La membrana (piel tensa) consiste en una lamina tendida entre puntos firmes que es, al mismo tiempo, estructura constructiva y material de cubierta. Se utiliza para cubrir grandes extensiones.

a)Membrana

Vivienda característica de los pueblos nómadas constituida por elementos encontra-dos en la naturaleza; ramas, maderas, pieles, etc. Este refugio considera la movilidad del habitante por lo que es transportable y de fácil armado. También se considera dentro de este grupo las carpas existentes en el mercado.

b)Tienda

Superficie de cubierta adosada a una construcción mayor, ya sea casa, edificio, etc. Se caracteriza por no tener estructura propia o si la tiene esta es una extensión o pro-longación de la construcción mayor, ya que es una cubierta fijado a otra estructura, este cubre dimensiones acotadas por el entorno.

c)Toldo

Por efecto de los objetivos perseguido esta tesis profundiza en mayor medida en el tema de las membranas flexibles abarcando también con esto el tema de los toldos pero dejando como antecedente de estudio las tiendas.


Para entender de mejor manera las membranas diremos que estas se pueden clasifi-car mediante distintos aspectos, como por ejemplo; el uso, la función, estructura, materialidad y forma. En este estudio lo haremos de acuerdo a su forma y en algunos casos aplicando algunas ideas estructurales. Por otra parte se debe considerar que los aspectos en general están relacionados, la forma de las cosas en general tiene relación con la función correspondiente.

a) Membranas tensadas por cables:Estas corresponden a cubiertas constituidas a partir de una estructura soportante y la cubierta en si (esta cubierta es en la mayoría de los casos tela). Por definición las membranas solo resisten fuerzas en tensión, así fuerzas perpendiculares a la membrana pueden producir deformación. Estas membranas son en general abiertas, para espacios públicos o de encuentro masivo. Conceptos importantes:

Superficies AntisinclasticasLos centros de curvatura de la membrana están sobre los lados de la membrana. También llamada Paraboloide Hiperbolico o silla de montar. La superficie esta estabili-zada por la pre- tensión aplicada o la carga esta en equilibrio.

Superficies SinclasticasLos centros de curvatura de la membrana están en el mismo lado de la membrana, esto genera formas abovedadas.

(i) Introducción de una fuerza inicial al materialA los materiales que componen la membrana se les introduce una fuerza ini-cial, esto es pre – traccionarlos, pre – comprimirlos o pre – flectarlos de tal forma que cuando actúa la carga externa sobre el material lo que se produce es una disminución de la tracción o de la compresión inicial.

(ii) Uso de superficies Sinclásticas:Definidas como estructuras que tienen doble curvatura en un mismo sentido generándose formas abovedadas, y las superficies antisinclasticas que son superficies de doble curvatura pero de sentidos opuestos generándose para-boloides o conoides.


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EstructuraEsta estructura esta constituida por dos pilares compuestos. Cada pilar com-puesto se compone por dos pilares de fierro empotrados a traves de zapatas aisladas ademas de contener dos tensores que contraponen las cargas. Para generar la contracurva se han dispuesto dos pilares por lado, de menores dimen-siones. Todos los pilares se encuentran reforzados con tensores La carga de la membrana se distribuye en tensores y pilares transmitiendo las cargas a la super-ficie e impidiendo el movimiento de la tela. En la parte superior de la membrana hay un tensor de acero.

MembranaPor todo el borde de la membrana recorren cables de acero, este cable se en-cuentra subdividido por tramos, de esta manera en las puntas de cada tramo hay unapieza que resive por ambos lados el cable y lo fija a los pilares. Desde esta pieza el cable sigue su recorrido hasta el suelo donde es fijada al suelo por medio de tensores que regulan su tensión.

Detalle Tecnico- 8 pilares- 12 tensores

Estructura de doble curvaturaEsta membrana es generada por el desplazamiento de una parábola sobre una hipérbola. La tensión de las fuerzas se ejerce sobre 2 sentidos. Algunos modos de generar estas formas:- Sobre una base cuadrada donde se levantan dos vértices en forma vertical generando un polígono fuera del plano. Así se genera una superficie de doble curvatura pero generada por rectas.

(1) Paraboloide Hiperbólico

A continuación la clasificación más especifica de membranas de acuerdo a su for-ma:

Nombre del proyecto: intercambiador modal las palmasUbicación: Las Palmas de Gran Canaria, EspañaArea: 1225 m2Arquitecto: GestiarqConstructora: UTE IntercambiadorTipo de membrana: Ferrari ref. 1302 Fluotop T


El ciclo de transferir cargas a los mástiles sigue hasta que el límite de la estructura sea alcanzado. Al final de cada módulo hay un doble mástil que resiste cualquier componente restante horizontal de tensión durante un momento desarrollado con las fundaciones. Si la carga vertical fuera ascendente más que descendente, los cables del borde o cables divisorios y los cables de estabilidad, podrían transferir la carga de tensión a los mástiles adyacentes.La tela en la estructura es el elemento principal sujeto a la carga lateral, donde los mástiles resisten la carga directamente. La doble curvatura proporciona la estabili-dad esencial en la tela con la forma semicónica, permitiendo a que cada parte de la membrana contenga tensión en cualquier momento. Sobre la membrana, una carga horizontal sería transmitida de la tela al anillo de treinta y dos cables secun-darios y luego transferida a los cables primarios en el anillo de tensión y los cables exteriores.

(2) Estructura de puntos altos o cónicaMembrana generada por un punto interno fuera del plano y por el soporte del perímetro de la membrana. También genera una doble curvatura, el punto interno genera fuerza en el plano vertical y el perímetro exterior en el plano horizontal.

- En la forma básica los aros horizontales soportan la carga desde adentro hacia fuera y las líneas radiales soportan la carga desde afuera hacia adentro. Por lo que el punto mas alto puede ser soportado por elementos internos o externos de compresión.

Nombre del proyecto: Terminal HajUbicación: Jeddah, Reino de Arabia SauditaPropietario: Ministerio de defensa, Jeddah,Arquitecto: Skidmore,Owings & Merril, ChicagoIngenieros: Geiger Engineers, NYArea: 418.064 m2Año de término: 1981Tipo de membrana: PTFE OCF Structo Fab 475 Sheerfill I

CaracterísticasEl Terminal Haj tiene una carga de vertical hacia abajo transfiriendo la carga hacia la tensión en la tela de fibra de vidrio a cables de acero y finalmente a los mástiles. Con una carga hacia abajo, la tensión en los treinta y dos cables radiales de cada módulo de membrana transmite la carga a un anillo de tensión central. Desde allí, los cables primarios transmiten la carga por conexiones a cada uno de los cuatro mástiles que rodean cada módulo. Como estos cables se encuentran en ángulo, la fuerza trabaja en vertical y horizontal. En el mástil, el componente vertical de esta tensión es transmitido directamente a tierra por la compresión.


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Obra: Palma AquariumUbicación: Palma de MallorcaPropiedad: Palma de Mallorca Aquarium, S.AArquitecto: Ami Korren / I. Shani. IsraelSuperficie:· Cubierta entrada Nautilius 160m2Tejido: Ferrari ref. 502/1002

La estructura de esta membrana son arcos de fierro fijos al suelo, entre cada arco hay un metro de distancia, para ir generando la forma curva en espiral que se va adentrando al edificio. Esta estructura se comporta como un elemento rígido sin tener juego de cables, la membrana actúa como paredes solidas.

Arco soportando la forma.Donde la membrana o la unidad básica es soportada o está apoyada en un arco. La membrana esta conectada al arco mediante cables que soportan la tensión.

- La combinación de arcos puede ser otra forma de soporte, puestos en forma paralela o en forma diagonal.Las membranas pueden combinarse de distintas manera, pero siempre consi-derando la tensión por medio de cables. De esta manera encontramos como estructura soportante del total el o los arcos, dependiendo de la membrana, y como elementos de tensión los cables.

(3) Estructura de arcos


Obra: Eden Project Ubicacion: InglaterraArquitecto: Nicholas GrimshawTejido: ETFE

El Proyecto Edén ocupa una vieja cantera de caolín cerca de St Austell en Cornualles en el sudoeste de Inglaterra.

Una fina membrana curvada casi siempre en forma de cúpula se estabiliza con la sobre presión o la depresión de un medio a través del cual surge la tensión en la membrana. La membrana sólo es solicitada a tracción entre todas las cargas exteriores. Dicho medio es, en la mayoría de los casos, el aire. Aunque también pueden serlo otros gases, o el agua y los líquidos de todo tipo, incluso cualquier producto a granel.El desarrollo de las estructuras neumáticas como construcciones ha estado con-dicionado por la capacidad técnica de hacer los tejidos textiles herméticos con adhesivos de caucho y con materiales sintéticos.

b) Estructuras neumáticasEstructura de diseño hexagonal de los panales de abeja que existen en la naturaleza. Fabricada con 800 hexágonos, cada uno de 11 metros de ancho, dicha estructura ha sido ensamblada igual que un juego Mecano gigante que sólo adquiere solidez y se convierte en una estructura autónoma cuando el último componente es finalmente insertado.

El material fue un plástico, el EFTE (etil tetra fluoro etileno), fuerte, ligero, antiestático y, lo más importante, transparente a los rayos ultravioletas. Eso permitía la construcción de cúpulas geodésicas, con paneles del tamaño de un autobús. La resultante estructura es tan ligera que en el invernadero Tropical pesa menos que el aire que contiene.

La capa se aplica en cada uno de los hexágonos en forma individual y se infla con ventiladores que funcionan con energía solar. Durante el verano, si la temperatura llega a aumentar demasiado en los domos, este envoltorio transparente puede ser desinflado para reducir sus cualidades térmicas.

Teatro flotante, 1970, Ozaka, Japón.La estructura estaba compuesta por tres tubos inflados a alta presión conectados a una capa de membrana y el espacio interior era mante-nido a una presión negativa, conformando una estructura neumática.


1. TIPOS DE SOMBRATipos de sombra de acuerdo al modo de reflejarse:

Dentro del comportamiento geométrico de la luz se producen tres tipos diferentes de efectos de sombras.

- La sombra propia o adherida al propio cuerpo opaco que la produce; es como una segunda piel que se adapta perfectamente a la propia morfología del objeto, desde donde no se verá nunca el punto luminoso que la origina.

- La sombra arrojada es aquella que, desprendida del cuerpo que la produce, se aloja en otros cuerpos tomando una nueva forma: por un lado mantiene la proyección de la línea (luz-sombra) del objeto que la produce y, por otro, se adapta a la nueva estructu-ra que encuentra en el nuevo cuerpo que la aloja.

La sombra reflejada, producto de la luz rechazada por los cuerpos iluminados y que incide en las zonas de sombra propia, iluminándola. Dentro de esta sombra encon-tramos la penumbra, que puede ser adoptado por estos reflejos o por aquellas partes que no son totalmente alcanzadas por la luz directa.

Una sombra es una región de oscuridad donde la luz es obstaculizada. Una sombra ocupa todo el espacio de detrás de un objeto opaco con una fuente de luz frente a él. Cuanto mayor es el ángulo entre la dirección de la luz y un objeto alargado que la obstaculice, más corta será su sombra.

Por otro lado, cuanto menor sea el ángulo entre la dirección de la luz y la superficie en la que aparece la sombra, más larga será ésta. Si el objeto está cerca de la fuente luminosa, la sombra será mayor que si el objeto se encuentra lejos. Si la superficie está curvada, habrá más distorsiones.

Cuando la fuente de luz no es puntual, la sombra se divide en umbra y penumbra. Cuanto más ancha es la fuente de luz, más difuminada o borrosa será la sombra. La umbra (en latín: “sombra”) es la parte más oscura de una sombra.

Dentro de la umbra, la fuente de luz es completamente bloqueada por el objeto que causa la sombra. Esto contrasta con la penumbra (en latín: paene “casi “+ umbra “sombra”), donde la fuente lumínica sólo es bloqueada parcialmente.

Si hay múltiples fuentes luminosas, habrá múltiples sombras, con las partes trasla-padas más oscuras, o con una combinación de colores o tonos de grises. Cuando una persona o un objeto está en contacto con la superficie (la superficie es donde se proyecta la sombra), como una persona sentada en el suelo o un poste clavado, las sombras convergen al punto de contacto.

b. Fundamento Creativo

Capítulo 2Fundamentos

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Espacio, vital. Ámbito territorial que necesiten las colectividades y los pueblos para desarrollarse. Como desarrollarse podemos entender el normal desempeño de actividades para la subsistencia, tales como cazar, alimentarse, trabajar, etc.

Entonces si pensamos en el habitar del lugar de este espacio en el cual nos encon-tramos y del cual somos de alguna manera parte, podemos comprender que no es tan sencillo como estar y actuar, entendiendo el actuar como hacer actividades cotidianas.

¿Como debe ser este espacio que habitamos?,¿ que condiciones debe tener para esto?.

Tipos de umbra

Al tratar de clasificar los tipos de sombra me pregunto en base a que clasificar, como puedo buscar un parámetro de distingo y como lo que desarrollo en este proyecto son espacios habitables, las vamos a clasificar de acuerdo al modo de estar del ser que habita el espacio.Es así que nos encontramos con distintos tipos de sombra a continuación se deta-llan:

a) Sombra de permanencia: Sombra que de acuerdo a su forma y composición permite el estar de manera permanente generando un espacio de luz controlada por el objeto que produce la sombra b) Sombra pasajera:Sombra construida por elementos que no permiten una obstaculizacion regular de la luz y construyen espacios con

Conformación de un espacio a partir de la sombra

Sombra. Imagen oscura que sobre una superficie cualquiera proyecta un cuerpo opaco, inter-ceptando los rayos directos de la luz.


Conformación de un agoraLa conformación de los distintos espacios se construye a través de singulares características que van otorgando una identidad. Vale decir cada espacio se constituye por un sin numero de cosas de acuerdo a su situación y acontecer. Es por esto que se ha de tener en cuenta la ubicación de esta obra y a quienes esta destinada para poder comprender el uso cotidiano de esta. Constituir el espacio común para un grupo de personas pertenecientes a distintas áreas de estudio del conocimiento pero que al mismo tiempo son parte del mismo establecimiento. Por lo que se constituye un espacio independiente pero al mismo tiempo común ubicado en el centro de los edificios educacionales, todos los caminos convergen a este espacio común. Se quiere desarrollar un espacio que permita el esparcimiento dentro de las actividades cotidianas del estudiante, que permita el encuentro, el juego, el descanso, etc.

En Grecia es fundamental la creación de la plaza, los caminos de la ciudad deben conducir a esta, hacia lo público. La tradición del ágora que propone un aire diáfano para la reunión de los hombres.

“donde los ciudadanos sin armas son conducidos hacia la plaza, es decir hacia lo público.” “Es la antigua tradición del ágora, que propone un aire diáfano para

la reunión de los hombres. Un aire diáfano es aquel donde estar al sol o a la sombra representa suertes iguales y esto no es otra cosa que el propósito de toda

fundación; la plaza es la intersección entre el lugar y los hombres.”


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En cuanto a los espacios de los talleres de ritoque tenemos:

a. Taller de Prototipos: - Los sectores se encuentran divididos de la siguiente manera:

1. sector central maquinas (frezadora, cierra, taladros de pedestal mesones de tra-bajo).En esta área se encuentran identificados los espacios de trabajo de acuerdo a cada maquina. Estas zonas quedan delimitadas por donde las maquinas se encuentran empotradas. Los pasillos son lugares de transito dado que son estrechos y no permi-ten el paso con grandes materiales, y en ningún caso la permanencia continua.Los mesones están dispuestos paralelamente a las paredes dejando un espacio entre estas y el mesón, de un cuerpo. Generalmente están adosadas a las paredes, por ello resulta difícil rodearlas. Lo cual limita su uso y el trabajo grupal en el desem-peño de faenas comunes.

2. CENTROS DE ESTUDIOLas membranas que se han desarrollado en esta tesis tienen directa relación con los centros de estudio, todas son para construir espacios dentro de estos mismos. Tenemos el desarrollo de tres proyectos que se sitúan en lugares de estudio:

a) Ciudad AbiertaEste proyecto se sitúa en el patio de talleres de ritoque de la Ciudad Abierta. Los talleres que existen en este lugar son para la construcción de objetos, proyectos constructivos que se desarrollan en las carreras de Arquitectura y Diseño.De acuerdo a los distintos proyectos los talleres son utilizados en la construcción de modelos, se pueden encontrar proyectos masivos o individuales. Los talleres están construidos para el habitar común de los estudiantes, se puede proyectar, construir, almorzar, descansar, etc. De esta manera permiten el estar prolongado en ellos que lleva a construir y desarrollar los encargos propuestos.En cuanto a los trabajos grupales o masivos desarrollados en los talleres, que en general suceden cuando son encargos para talleres completos como un proyecto en el cual todos deben participar (entre 15 y 30 alumnos) o situaciones de farán-dula, el día de San Francisco donde gran parte de la escuela se moviliza para el desarrollo y la celebración de estos acontecimientos.

Es en estas situaciones es cuando los talleres se ven limitados en cuanto al es-pacio, no son capaces de acoger a la cantidad de gente que debe trabajar, ya sea por la cantidad de maquinas que llenan el espacio o por las dimensiones generales.


Talleres de Ritoque, vista frontal desde el camino que viene por la carretera.

b. Taller de obraEn este taller se desarrollan proyectos arquitectónicos de dimensiones mayores por lo que el espacio en general no se ve acotado de ninguna manera.

c. Espacios exterioresHablaremos de estos espacios como los que no se encuentran totalmente ce-rrados en una edificación, de esta manera pueden ser espacios delimitados pero no del todo construidos. Además de lugares que constituyen el entorno de las edificaciones mencionadas.

(1) Patio común posterior.A este sector es posible llegar desde todos los talleres y desde los accesos generales del lugar. Queda resguardado por las construcciones que lo rodean, pero se encuentra afectado por el viento y efectos climáticos, cabe mencionar que no se encuentra techado y que a mediados de año fue en cementado. Este lugar en general es usado para descansar o para el desarrollo de faenas con elementos de grandes dimensión o que requieren de mucha gente.

2. Sector izquierdo trabajo con fierros y metales.Este espacio se ubicado en una esquina, donde generalmente se apilan y ordenan materiales que se mantienen guardados en el interior del taller. En este sector solo puede estar la persona o las personas que están desarrollando la faena ya que en general los materiales con que se trabaja son grandes.

3. Sector de proyección. (Espacio de planificación, almuerzo y descanso).Este sector esta compuesto por módulos de trabajo independiente separados por pequeños pasillos, por módulos me refiero a sectores individuales compues-tos por una mesa que tiene una superficie de apoyo y cuatro asientos. En este espacio se puede comer, proyectar, conversar, etc.Se observa que inicialmente este lugar no estaba destinado a estas funciones ya que resulta incompatible la alimentación en el mismo lugar donde se trabaja con materiales como madera, pintura, etc. (materiales tóxicos).

Patio central de los talleres.

M b T d

qEc


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Por la situación de emplazamiento de el taller de diseño y a través del estudio aerodinámico desarrollado en esta tesis se pudo confirmar que este patio queda libre de las corrientes de aire ya que estas son desviadas por la inclinación que presenta el taller. Entonces este lugar se puede considerar como un espacio medianamente resguardado.

(2) Sector lateral anexo al taller de diseñoEste espacio de dimensiones acotadas, esta delimitado por paredes medias ya que están construidas en su totalidad pero la mitad de la pared tiene un espacio sin protección, abierto. Esta vinculado a través de una puerta al taller de diseño. Permite el trabajo con materiales que requieran ventilación, como por ejemplo fibra de vidrio. Permite el trabajo de unas 6 personas con un mesón y materiales, cuenta con iluminación y se pueden prolongar enchufes desde el otro taller.

Construcción anexa de taller de prototipos, en este lugar se trabaja con materiales que necesiten ventilación.


b) Escuela de Arquitectura y Diseño PUCV

2. Espacios exterioresEste centro de estudios cuenta con variados espacios exteriores, patios comunes a las salas, y pasillos comunicantes que son vinculo entre distintos lugares. El uso que se le da a estos en días normales es diverso generalmente como patios de recreación entre clases donde los estudiantes pueden descansar y compartir.

Una característica importante de estos patios es su enfrentamiento al mar ya que la mayoría de los patios esta de frente a estos, lo que otorga un distingo al espacio y determina el movimiento, el estar en estos espacios. De esta manera asientos y pasillos están dispuestos para la contemplación pasajera o detenida de el mar.

Se desarrolla un estudio en este lugar ya que es un lugar donde se desarrollan ac-tividades del tipo académicas y de obra en las cuales participan estudiantes de las carreras de Arquitectura y Diseño.

1. Aulas AcadémicasLa escuela cuenta con espacios para clases académicas que son dictadas por profesores, cada sala tiene sus propias características que la distinguen, pero sin importar cuales sean estas, debe permitir el desarrollo de situaciones determina-das que son:

- clases cotidianas dictadas por un profesor o varios a alumnos que fluctúan entre 15 o 30 normalmente, (sin considerar los cursos de primer año que tienen salas mas grandes ya que son alrededor de 80 personas). - Trabajo practico del desarrollo de proyectos (maqueteo).

Estas salas son blancas con ventilación y de acuerdo la actividad que se realice el mobiliario con el que se cuenta, las clases se realizan de manera común todos somos partes de esta no hay un trabajo personal, bueno siempre hay un trabajo personal, pero este es de manera colectiva de mutua colaboración en busca del desarrollo de proyectos, ideas que permitan el entender y comprender el oficio que se estudia y se aplica día a día en busca de la asimilación del conocimiento por medio de la practica continua.

Entrada de la sala de tercer año de Diseño Industrial, en este sector se realizan correcciones y reuniones de talle al aire libre como un pequeño anfiteatro.


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La lectura que se tiene del espacio, y que es la propuesta general de estos, tiene relación con el dejar al habitante apropiarse del espacio es decir, se proponen dis-tintas lecturas de este pero finalmente es la persona la que determina la condición de este. Se dejan en su gran mayoría sectores abiertos con distintos niveles que se pueden pensar como una división de los lugares, pero la amplitud permite el uso del suelo de distintas maneras. Suelo que se convierte en asiento, en mesa o en lo que se requiera.

El uso de los patios para hacer clases es habitual, se puede encontrar cursos enteros desarrollando clases, ya sea el profesor en exposición o los alumnos moqueteando y exponiendo trabajos.

Podemos decir que los espacios que esta escuela propone se componen de dos cosas fundamentales que construye el habitante y el espacio.

Primero los elementos dados en la construcción, bancas que enmarcan el entorno bordeando las paredes y enfrentadas al mar. Desniveles que componen distintos suelos, generando distintas posibilidades al usuario del lugar.

Por otra parte esta lo que construye el habitante, que aborda el espacio de acuerdo al uso que da de este como por ejemplo; trabajar, estudiar, maquetear, comer, etc. Son actividades que generan distintos usos pero que presentan factores comunes, como la aproximación y detención del cuerpo en las superficies que acojan y reciban de alguna manera, permitiendo el estar de manera prolongada.


Estudiantes en descanso.

Entonces donde podemos decir que nos encontramos con los grupos o personas en detención es en el vínculo con una pared, con una esquina, algo que es próximo al cuerpo.

Por otra parte podemos pensar en la levedad en cuanto a la forma, algo que del avistamiento primero nos otorgue esta sensación de ligereza. Al observar membra-nas textiles estas nos trasmiten la línea inicial que demarca la totalidad de su cuerpo, es el perfil de la membrana lo que aparece.

El acontecer en patios de facultades universitarias permite comprender el movi-miento estudiantil a dos tiempos;

a. modo de paso Se recorre el espacio sin detención en un ir y venir que no permite una estadía, sino que es el paso continuo que no da cabida a la detención. Es este paso el que delimita los sectores dentro de un centro de estudios ya que demarca a través del transito, generándose puntos, islas que quedan aparte. Estos son las esquinas, los sectores que plenamente no permiten un avanzar libre.

b. permanenciaLa permanencia que se observa es grupal o individual. Este detenerse del cuerpo busca un objeto que se encuentre del mismo modo quieto para acoplarse a este, los cuerpos se acoplan a distintas superficies que permitan el apoyo breve o más prolongado. Permitiendo al cuerpo estar en reposo.El permanecer como estar detenido por tiempo contable, tiempo que podemos contar cuando se convierte en un obstáculo para la persona que esta en avancé o movimiento. Así el que se encuentra en detención se retira y une a cuerpos que están en el mismo estado.


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Alameda, Croquis de composición, cuerpos en repo-so esperando el comienzo de un espectá-culo. Se usa el suelo natural (pasto) como sector de observación del espectáculo.Los cuerpos mantienen una distancia que queda delimitada por el movimiento de miembros libres, brazos y piernas.

- 40 - Membranas Tensadas

Fig. cObra: Wall HouseUbicación: Santiago, ChileArquitectos: Marc Frohn, Mario Rojas , FARCasa compuesta por capas, Cada capa se diferencia por propiedades climáticas, atmosféricas, estructurales y funcionales propias, otorgando de este modo, una jerarquía inteligente a este económico proyecto. El tejido de la pantalla está hecho con una combinación de cintas de aluminio por medio de la cual se consigue reflectar entre el 50% y 75% de la luz del sol.

(a) Posibilidades formalesLas membranas permiten desarrollar soluciones creativas para resolver espa-cios de cualidades no convencionales pudiendo adaptarse a las más comple-jas formas. La identidad formal debe ser considerada esencial ya que entregan un distingo al lugar.

(b) Cualidades lumínicasLa translucidez es una cualidad característica de los sistemas de membranas, y proporciona grandes ventajas estéticas y económicas. El aprovechamiento de la luz natural para la ambientación interior permite reemplazar la iluminación artificial durante el día, economizando recursos energéticos. La envolvente se utiliza como filtro, y no como barrera pudiendo regular su “permeabilidad” a los agentes externos.

Para la conformación de una membrana se deben considerar múltiples aspectos, en primer lugar todos los relacionados con la ubicación de esta y el entorno al que será enfrentada, además de consideraciones climáticas, aerodinámicas, etc. Por otra parte los elementos que pasan a conformar la membrana, dividida esencial-mente en dos; la parte estructural y la membrana (parte textil). A continuación se explicara como se conforma una membrana, presentando todos los elementos que la constituyen.

(1) Características y cualidades esenciales de una membranaCada membrana tiene sus propias cualidades de acuerdo a distintos aspectos, ya sea por el clima o por el uso, sin embargo hay características comunes que permiten ir comprendiendo que significa una membrana textil.

1.CUALIDADES DE UNA MEMBRANA

Fig.a

Concepto de verano

Fig.b

Concepto de invierno

c.Fundamento técnico


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(c) Captación de energíaAlgunas membranas permiten el paso de la radiación solar que atraviesa su superficie, penetrando al interior, donde el calor es absorbido y almacenado por los elementos del interior, contribuyendo al calefaccionamiento del am-biente. Generalmente la transmisión de luz varía entre un 5% y un 20% de acuer-do al tipo de material; pero además existen materiales como es el caso del ETFE o los Mesh que son totalmente transparentes.

(d) ConformaciónPara aprovechar las ventajas que ofrece cada uno de los materiales disponi-bles, el cerramiento puede consistir en una combinación de distintas capas, cada una de las cuales cumple un rol específico, pero a la vez se diseña y prevee su interacción. En otras palabras, las condiciones de confort interior se logran gracias a una estratégica disposición de los materiales.

(e) Sistemas dinámicosEn consideración con el entorno para el cual está pensada la membrana y al uso que se le dará se puede considerar el uso de sistemas dinámicos, en los que la membrana puede modificar su estado o forma de acuerdo a lo que se requiera. De esta manera mediante sistemas mecánicos puede lograrse una gran flexibilidad funcional.

Fig. a y bObra: Alden BiesenUbicación: BelgicaModifica su forma por medio de mecanismos.

Fig. cMembrana que otorga una identidad al lugar de empla-zamiento.


2. CONFORMACIÓN DE UNA MEMBRANA

Un material flexible (no rígido) con una forma determinada, fijado por sus extre-mos, puede sostenerse por sí mismo y cubrir un gran espacio.Los cables son estructuras sin rigidez a la flexión debido a la pequeña sección transversal en relación a su longitud, por lo que la carga se transforma en tracción y hace que el cable cambie su forma según la carga que se le aplique.

(1) Definición de membrana textilLas membranas tensadas se encuentran clasificadas dentro de lo que actualmen-te es llamado arquitectura textil. A esto corresponden todas las construcciones y estructuras que son desarrolladas en base a textiles y estructura ligera, se trata de abarcar grandes luces con la menor estructura posible y con los materiales más ligeros, otorgando la posibilidad de hacer versátiles las construcciones en cuanto a la forma y al uso. De esta manera cada membrana consigue un distingo único en su mayoría, ya que se determina de modo singular de acuerdo a condi-ciones únicas otorgadas por casos específicos.

(2) Partes de una membranaUna membrana se compone por distintas partes en las que cada una toma un rol específico y complementario al mismo tiempo estas son; elementos traccionados (cables), elementos sometidos a compresión y las piezas de sujeción las cuales sirven de vínculo entre las otras partes.

b.El cable adopta la forma de las cargas, aplicada una fuerza horizontal en cualquier punto de dicho cable, la forma se modifica rn función del valor de dicha carga.A medida que aumenta el número de cargas el polígono funicular toma un número creciente de lados más pequeños y se aproxima a una curva.Cuando la cantidad de fuerzas tienden a infinito, la poligonal tiende a una curva funicular.

a.Membrana de doble curvatura1. Cables elementos de tracción2. Pilares, elementos estructurales de compresión.3. Membrana textil.


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a. Efecto del viento en un cable tensado por dos puntos con crgas irregulares.

Las acciones sobre una cubierta se pueden transmitir a cables, que se alargarán traccionándose de forma de encontrar la forma correspondiente al equilibrio.

i) Relación trazado esfuerzoEl cable adopta la forma de las cargas: Aplicada una fuerza horizontal en cual-quier punto de dicho cable, la forma del mismo se modifica en función del valor de dicha carga.

ii) Trazado del cableSi la carga se desplaza del punto medio, cambia la forma del cable y éste se aco-moda para transferir la carga por medio de los tramos rectos.

Cuando aplicamos dos o más fuerzas sobre el cable, éste adopta la forma de una funicular. Cada situación de carga se corresponderá con una forma. Esa forma coincide con el lugar geométrico de las resultantes de las acciones y re-acciones sobre el cable. En el caso de que las cargas aplicadas se distribuyan a lo largo del cable (igual cantidad de carga por largo de cable), la forma que adoptará el cable es el de una curva catenaria.

(a) CABLESUn material flexible (no rígido) con una forma determinada, fijado por sus extremos, puede sostenerse por sí mismo y cubrir un gran espacio.Los cables son estructuras sin rigidez a la flexión debido a la pequeña sección transversal en relación a su longitud, por lo que la carga se transforma en tracción y hace que el cable cambie su forma según la carga que se le aplique.

Características Resisten únicamente esfuerzos de tracción pura.•

El cable estará trabajando en tracción pura, uniforme para toda la sección del cable, con un aprovechamiento total y absoluto de la capacidad de éste, dando estructuras ligeras aptas para cubrir grandes luces. Especialmente ligeros serán las unidades funcionales esenciales -el cablesi se usa acero de alta resistencia. Estos sistemas son los más económicos atendiendo a la relación peso-luz.Un cable no constituye una estructura autoportante, el diseño exigirá estructuras auxiliares que sostengan los cables a alturas importantes, ello conlleva una com-binación de sistemas estructurales diferentes, y el estudio de la eficiencia en cada caso concreto, deberá incluirlo.


de a las cargas aplicadas, puede originar una modificación importante de la es-tructura. Se puede visualizar esta situación con lo que le sucede a una vela de barco, o el sobretecho de una carpa de tela, con la acción del viento.Se pretende diseñar estructuras estables, y una de las condiciones del equilibrio estable es, precisamente, la estabilidad de la forma. Por tanto es necesario re-solver esta situación, de manera de obtener estructuras en las que la forma varía entorno acotado al modificarse las cargas aplicadas sobre ella.Posibilidades para la estabilización de las construcciones con cables. - Mediante un gran peso propio en relación a las posibles cargas asimétricas. - Mediante elementos rigidizadores. - Mediante pretensado.

i) Mediante un gran peso propio Se trata de agregar un gran peso propio en relación a las posibles cargas asimétricas: sobrecargas o variaciones climáticas. Es el caso de los grandes puentes colgantes, en los cuales la propia carretera tiene un gran peso pro-pio en relación al viento y al peso del tránsito.En general es suficiente cuando el peso es 2 a 3 veces más grande que las posibles cargas asimétricas. Este es sin embargo un valor muy aproximado, determinado mediante la práctica; en casos especiales pueden también ser necesarios valores considerablemente mayores. Las cargas climáticas pue-den ser superiores: no son asimétricas, son rápidamente

(iii) Estado tensionalLas estructuras se deforman cuando se las somete a la acción de cargas, aunque esas deformaciones no puedan apreciarse a simple vista las tensio-nes correspondientes pueden tener valores importantes.La tracción es el estado de tensión en el cual las partículas del material tienden a separarse en el sentido longitudinal y a juntarse en el sentido transversal. Las secciones transversales de la barra que eran planas y perpendiculares a su eje antes de la deformación permanecen planas y normales, después de ocurrir la deformación: Hipótesis de Bernoulli, la distribución de las tensiones en la sección de la pieza es uniforme, excepto en la zona de aplicación de la fuerza.

b) Estabilización de la formaLa correspondencia entre la línea de presiones y la forma del cable, da a estos sistemas, una gran sensibilidad ante los cambios en los estados de carga. Una posible variación de estas sobrecargas, en la medida en que la forma respon

Obra: Domo MilenioUbicación: Greenwich, InglaterraArquitecto: Richard Rogers PatershipEstructura conformada por una red de cables sujetas por mástiles. mástiles. Los cables de tensiones son directos, y la tela es básicamente plana. Ellos llevan las cargas por la desviación acompañada por un aumento de tensión.


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Se agrega al cable portante un cable estabilizador. El cable portante y el cable esta-bilizador se cargan recíprocamente mediante el pretensado del sistema. En el punto de cruce ambos cables se cargan recíprocamente.La combinación de cable portante – cable estabilizador, se puede cerrar en una malla que conduce a las “telas” estructurales. El pretensado con cables, resulta un sistema eficiente y coherente para lograr la ne-cesaria estabilización de la forma, y genera desde el punto de vista del diseño, fuertes necesidades y oportunidades formales. En definitiva, la combinación de cable portan-te-cable estabilizador, es una pareja de alta eficiencia para cubrir grandes luces.

variables, alternativamente hacia arriba y hacia abajo (viento). Esta solución de agregar peso inerte implica una contradicción importante ya que estamos agre-gando peso material a una estructura que se caracteriza precisamente por su liviandad.

ii) Mediante elementos rigidizadoresSe trata de colocar un elemento rígido en la zona de aplicación de las car-gas. Es el caso de los grandes puentes colgantes en los que la carretera se apoya en una gran viga reticulada impidiendo la deformación excesiva provocada por la variación de las cargas.

iii) Mediante pretensadoSe trata de introducir en la estructura tensiones previas a la aplicación de las cargas utilizando, diversos recursos:

- cables unidos en un plano. - cables unidos en el espacio. - cables portantes y tensados.

- redes de cables.

Fig. aUna gaviota se posa en la cuerda de colgar ropa.Deformación muy grande. Peso propio muy pequeño en rela-ción a la carga adicionada.

Fig. bUna gaviota se posa en la cuerda del ancla de un barco petro-lero. Deformación muy pequeña. Peso propio muy grande en relación a la carga adicionada.


c. Piezas de vinculo entre cables de acero y fundaciones. Tensores fijos a piezas de fierro.

A través de estos tensores se puede regular la tensión del cable.

En una membrana tensada se deben resolver ciertos puntos críticos generados por el modo de conexión entre los distintos elementos base, teniendo en con-sideración las distintas materialidades que tienen, estos son; la superficie de cubierta (textil) estructura (generalmente de fierro) elementos de tracción, cables o cuerdas de acero. Estos llamados vínculos son piezas que se encargan de unir los elementos ac-tuando de conector además deben transmitir los esfuerzos. Deben tener tal re-sistencia que puedan soportar las cargas. Son construidos en acero de alta re-sistencia.

(iv) Elementos de tensión para las cuerdasLas cuerdas se tensan mediante tensores intercalados entre los puntos de amarre y los extremos de las cuerdas, a base de acoplamientos fundidos. El tensor más simple consiste en una tuerca larga que actué simultáneamente sobre dos tornillos de roscado inverso.

(v) Fijación de los extremos de las cuerdasLos esfuerzos que las cuerdas ejercen sobre los puntos de reacción, deben ser transmitidos a los extremos de las cuerdas. Por esta razón, los extremos de la cuerda deben ofrecer un ensanchamiento de su sección (cabeza de la cuerda), que lleve un tornillo o una oreja por la que pueda pasar u perno. Los acoplamientos fundidos son especiales para cuerdas que deben soportar grandes esfuerzos. La cuerda de acero, por su extremo, se deshace en sus alambres, los cuales se cortan para que queden de igual longitud y se unen sus extremos con un alambre. Para su fundición se quita el alambre y se abre, a manera de escoba, después de pasar el mango cónico de acero de la pieza de unión. En el mango después se vierte la masa fundida de acero que lo rellena.

(b) PIEZAS DE VINCULO

a y b. Piezas de fierro que actúan como vinculo entre la tela de la membrana y las piezas de fija-ción superior. Estas piezas también consideran la oscilación vertical de la membrana.


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Obra: Parque urbano del surUbicación: EspañaMembrana construida con tela Ferrari reforzada con PVC.

La tela Poliéster reforzada con PVC son las más rentables y las más usadas en membranas tensadas. Estos tejidos, que suelen ser recubiertos con laca PVDF en ambas superficies para mejorar la vida de la membrana y también para la eficacia de la limpieza de ambas superficies, tienen una vida útil superior a 20 años vida de la membrana y también para la eficacia de la limpieza de ambas superficies, tienen una vida útil superior a 20 años.

(2) PTFETejido de fibra de vidrio recubierto con politetrafluoroetileno (PTFE) es la más dura-dera de las telas para arquitectura textil que hay disponible en la actualidad. PTFE es esencialmente inerte a los contaminantes ambientales, la luz ultravioleta, tiene fuego propiedades de resistencia al fuego y una vida útil superior a de 30 años.(3) ETFEEtileno tetrafluoroetileno (ETFE), es extremadamente ligero, película transparente con transmisión de luz similar a la del vidrio, mientras que sólo pesa el 1% del peso de este. ETFE ha sido utilizado en muchos centros y estadios de deportes de alto perfil. ETFE tiene excelentes propiedades de desgaste y una vida útil su-perior a 20 años.

(1) PVCLas lonas de PVC se presentan generalmente con laminados en sus super-ficies y una tela de refuerzo en el dorso o en el medio. Otros termoplásticos generalmente se presentan solamente laminados, sin el tejido que caracteriza el refuerzo.Dentro de las telas de PVC existen telas de refuerzo que son generalmente hilos de poliéster (más común), poliamida o otros materiales, que entrelazados (urdidura y trama) forman tejidos de alta resistencia a la ruptura. Sus función es, conferir resistencias mecánicas y físicas contra agentes naturales (viento por ejemplo), permitir la tensión, garantizar la durabilidad de la lona, entre otras.

(c) TELA


3. CONSTRUCCIÓN DE LA MEMBRANA

a.Proceso de modelado de membrana.

Existen distintos tipos de confección de membrana dependiendo del tipo de tela a utilizar. Generalmente el tipo de tela depende del uso de la membrana si esta es de uso permanente o no. Ya que si fuera permanente tendría que tener una mayo resistencia a los factores climáticos tales como lluvia o sol. De esta manera para uso permanente se prefieren las telas plásticas y para otro tipo de membranas pueden ser lonas.

d) Confección de membranasa) Modelado digital de membranaPara la proyección de las membranas se pueden utilizar programas CAD donde es posible dibujar todo el modelo, y posteriormente obtener los moldes necesarios para la confección de la membrana. Programas como Surface o Mpanel, en este caso se tra-bajo con el segundo que es una versión compatible con Auto Cad, por lo que permite trabajar con los archivos de este.Mpanel, barra de herramientas que se agrega al programa autocad haciendo posible trabajar dentro de este programa. De esta manera se puede dibujar todo el proyecto, estructura, piezas, líneas iniciales de la tela etc., para después dibujar la tela a través de herramientas del programa que generan la forma y dan la elasticidad a la membrana. Una vez modelado te permite calcular los paños en que será dividida la tela.


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Maquina selladora con prensa hidráulica.Sellado de membrana para balcón de Escuela de Arquitectura y Diseñó PUCV.

Los plásticos con polaridad limitada, como las poliolefinas, PS y PTFE no son soldables mediante HF, siendo su mayor uso en la soldadura de PVC plastifica-do, combinado también con cartón, tablero o textiles. CA, PA, TPU y muchos elastómeros termoplásticos pueden también soldarse mediante radiofrecuen-cia.

Descripción de la maquinaLa maquina tiene una superficie de aproximadamente 1,20 metro donde se puede apoyar lo que se solda, pero el espacio de soldado corresponde a unos 70 cm. La prensa que fija la tela baja por medio de un sistema hidráulico, cuan-do esta ha bajado todavía no esta calentando por lo que se puede volver a subir la prensa y acomodar la tela sin problema. Una vez que esta abajo la prensa se traspasa el calor fundiendo las dos capas de tela, en aprox. un minuto o dos, se levanta la prensa y los dos paños ya están unidos y frios, el sector esta listo.

(1) Tipos de confecciónMembranas cosidas, membranas confeccionadas en lona o telas de pvc que de-ben ser reforzadas con poliéster en los puntos de costura. También se trabaja en ocasiones con los paños divididos y unidos por medio de hojetillos que lleva la tela por todo el borde por los cuales pasara algún tipo de cuerda para unir los paños.

(a) Membranas selladasSellado Electrónico de Alta frecuenciaLa pérdida dieléctrica en un campo de alta frecuencia (radiofrecuencia o HF) entre electrodos lineales fríos o de temperatura constante puede regularse de modo que se eleve la temperatura entre dos películas o láminas en contacto con los electrodos para efectuar una soldadura dieléctrica, mientras el restante material permanece frío.

a. Cortes de tela antes de ser sellados.b. Membrana después de ser sellada.


Proyección de membrana para patio de taller de Prototipos en Ciudad Abierta para generar una continuidad de los trabajos realizados en los distintos talleres, además de un vínculo entre ellos. El espacio a usar corresponde al patio común de los talleres.

PRESENTACIÓN DE PROYECTOS

b) Clima del lugarTemplado Cálido Occidental. Dicho clima está determinado por corrientes marinas frías que barren las costas y los vientos del mar que moderan las temperaturas. Como consecuencia, poseen poca diferencia de temperatura durante el año y en general son zonas de moderadas lluvias de invierno y sequía en verano. El litoral costero alcanza una temperatura media en verano de 20ºC y en invierno 15ºC. La humedad media relativa del aire a mediodía en verano es de 65%. La precipitación anual tiene una media de 462 mm de lluvia, concen-trada en los meses de mayo a octubre; los meses de noviembre a abril son considerados secos.Vientos: El régimen de los vientos en la costa es; en invierno, durante los tem-porales de baja presión, el viento viene desde el NW, y desde octubre a abril, predominan los vientos SW. Hay días, muy escasos y generalmente en el mes de noviembre y diciembre, en que no hay viento ni olas.

1. MEMBRANA DE TRABAJO CIUDAD ABIERTA


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b. Plano EspacialLa carpa estaría situada en Ritoque, en los terrenos de la Corporación Amereida. Específicamente en el patio de los talleres en Ciudad Abierta. El terreno esta en el centro de tres talleres de trabajo de alumnos y profesores. El taller de obra, el taller del escultor y el taller de arquitectura. Las dimensiones del terreno donde se situara la carpa son 18x8.5 metros (153 mt2).El terreno donde se ubicara la carpa tiene varios accesos, la mayoría provenientes de los talleres aledaños, ya que este terreno corresponde al patio común de este, donde se desarrollan faenas de distinto tipo. Los accesos principales al patio son dos; acce-so peatonal por el cual se debe pasar primero por el taller de prototipos y el acceso vehicular que rodea el terreno.

Taller del escultor

Taller de obra

Taller de arquitectura

PROYECTO CARPA TENSADA

Acceso Cuidad Abierta


Lugar de ubicación demembrana.

2. TOLDO PARA TERRAZA ALVEOLO EN ESCUELA DE ARQUITECTURA Y DISEÑO PUCVProyecto desarrollado dentro de la escuela, para el balcón existente en la sala Ágora donde desarrollan sus clases los alumnos de 3er año de Diseño Industrial. Se pre-tende generar un espacio de trabajo en todas las estaciones del año poniendo una cubierta al balcón.

a. Ubicación GeográficaSituado en la quinta región, en Viña del Mar, Chile. Con una ubicación Oeste, enfrentado al mar pero resguardado por las construcciones del entorno.

b. Distribución de espaciosBalcón situado en el exterior de la Sala ágora, el acceso a este sitio es restringido ya que la única entrada es atravesando la sala, por lo que el uso de este balcón esta restringido a los alumnos que desarrollan sus clases en esta misma sala.

SALA MÚSICA SALA EXPOSICIÓN

SALAHALL

SALAPROFESORES

SECRETARIADIRECCIÓN

SECRETARIADOCENCIA

PORTERÍA1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 2 3 4 5

ACCESO

1

2

3

4

1

2

SALAALBERTOCRUZ

PATIOARAUCARIA

TERRAZAALVEOLO

SALAAGORA

CAFETERIA

Imagen de planta de la Escuela de Arquitectura y Diseno PUCV.


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Plano general de sede PUCV Curauma.

3. MEMBRANAS PARA SEDE CURAUMA PUCV

b. Distribución de espaciosEl lugar destinado al desarrollo de las membranas tensadas se encuentra situado entre los edificios educativos, con accesos desde ambos lados. Tales accesos son de cemento, son caminos que atraviesan desde los edificios para llegar a los del otro lado.En la parte inferior del espacio de membranas existen áreas verdes. El sector de uso es completamente central será el sector de convergencia estudiantil desde los edificios en momentos de descanso y reunión.Dentro del campo han de existir dos sectores fundamentales; el espacio para el de-sarrollo de la actividad académica y espacios para el esparcimiento, actividades de tipo recreativas, culturales y de encuentro masivo. Es en estos espacios en los cuales se quiere desarrollar una propuesta.

Proyecto desarrollado en la zona de Curauma donde se encuentra la nueva sede de la Universidad Católica de Valparaíso, este proyecto se plantea como un conjunto de cubiertas tensadas ya que lo que se pide es desarrollar un espacio de descanso y recreación para estudiantes correspondientes a diversas carreras.

a. Clima del lugarEl clima mediterráneo interior es más seco, con precipitaciones de unos 250 mm anuales. Y la complejidad del relieve modifica las características climáticas introdu-ciendo múltiples variantes locales. Una de ellas es el clima semiárido, al norte del Aconcagua. Este es una prolongación hacia el sur del clima del Norte Chico.

c. ObjetivosObjetivo generalEl concepto general es conformar un espacio de descanso, un espacio habitable y grato a partir de la estructura ligera compuesta por una membrana textil pretensada.

Objetivos específicos.- Generación de una sombra, una región de oscuridad, donde la luz se obstaculiza permitiendo el habitar grato del espacio.- Control de la luz y la temperatura ambiente, luz templada.- Conformación de espacios de descanso, relajo, distensión, dados por la limitación del espacio físico que crean las membranas.- Conformación de un lugar de encuentro o reunión de personas.

7.20

7.20

16.2

5

12.2

4

5.

9.00

5.00

6.00

5.00

6.00

2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50

2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50

5.21

VALLAS PEATONALESVALLAS PEATONALES VALLAS PEATONALES

VALLAS PEATONALESVALLAS PEATONALESINTERMITENTE

VA

LLA

S P

EA

TO

NA

LE

S

RAMPA

CAM

ARA

DE

REG

ISTR

O C

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REJ

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DREN

DREN

DREN

14%

NPT acceso edificio +347HORMIGON AFINADO

HORMIGON AFINADO

HORMIGON AFINADO

SUELO MAICILLO

(FUTURA AREA VERDE)

(FUTURA AREA VERDE)

HORMIGON AFINADO

RAMPA

CIRCULACION PEATONAL


CIR

CU

LAC

ION

VEH

ICU

LAR


AVENID

CANAL AGUAS LLUVIAS

SUELO MAICILLO

SUELO MAICILLO

HORMIGON AFINADO

HO

RM

IGO

N A

FIN

AD

O

HORMIGON AFINADO

HORMIGON VEHICULAR

HO

RM

IGO

N A

FIN

AD

O

HORMIGON AFINADO

(FUTURA AREA VERDE)

(FUTURA AREA VERDE)

(FUTURA AREA VERDE)

(FUTURA AREA VERDE)

gases clinicos

futuro trazado terrazas

futuro trazado terrazasfuturo trazado terrazas




futuro trazado terrazasR1

AULARIO - SERVICIOS

(solo referencial)

HORMIGON AFINADO


SUELO MAICILLO

HORMIGON AFINADO

HORMIGON AFINADO

HORMIGON AFINADO

HORMIGON AFINADO

(FUTURA AREA VERDE)

(FUTURA AREA VERDE)

(FUTURA AREA VERDE)

(FUTURA AREA VERDE)

SUELO MAICILLO

SUELO MAICILLO

(FUTURA AREA VERDE)

(FU

TUR

A AR

EA V

ERD

E)

(FU

TUR

A AR

EA V

ERD

E)

PERIODISMO

(solo referencial)

SUELO MAICILLO

(FUTURA AREA VERDE)

HORMIGON AFINADO PEATONAL

SUELO MAICILLO

SUELO MAICILLO

CIRCULACION VEHICULARHORMIGON

HO

RM

IGO

N

ESTANQUE DE AGUA POTABLE

SUELO MAICILLO

HORMIGON AFINADO

HORMIGON AFINADO

HORMIGON AFINADO

HORMIGON AFINADO

HORMIGON AFINADO

HORMIGON AFINADO

HORMIGON AFINADO

HORMIGON AFINADO

HORMIGON AFINADO

HORMIGON AFINADO

HO

RM

IGO

N

EMPA

LME

NIV

ELC

ALZA

DA

HORMIGON

HO

RM

IGO

N A

FIN

ADO

(FUTURA AREA VERDE)

CANAL AGUAS LLUVIAS

CANAL AGUAS LLUVIAS

-2.55

MA3

-3.60

-1.11

-1.70

-0.05

-2.34

TAPA PREFABRICADA

MA

2

CAPTACION AGUAS LLUVIAS

-0.52

HORMIGON A

FINADO

CANAL AGUAS LLUVIAS

CANAL AGUAS LLUVIAS

CANAL AGUAS LLUVIAS

SUELO MAICILLO

SUELO MAICILLO

SUELO MAICILLO

90.8

7°

Sector de emplazamiento de las membranas

Capítulo 4Metodología

METODOLOGÍA Capítulo 3

METODOLOGÍA

MEMBRANASCURAUMA

MEMBRANAe[ad]

MEMBRANARITOQUE

PROYECCIÓN MEMBRANA

MAQUETAS

PARTIDA GENERAL

PARTIDA GENERAL

MAQUETAS

ESTUDIO AERODINÁMICO

AERODINÁMICA

PRUEBAS DE VIENTO

MODELOS

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Membranas Tensadas

¿Para que se quiere? Para poder generar distintos tipos de espacios, para el trabajo en diversos pro-yectos tanto como grupales e individuales, conformando módulos independien-tes para las distintas faenas que se pudieran realizar en un mismo momento, siendo este espacio capaz de abarcar trabajos en distintas materialidades.

(a) Requerimientos

Tamaño y dimensiones de membrana.Forma de la membrana tensada.Definir el tipo de membrana en cuanto a la estructura.Uso de recursos naturales.Dar acogida a faenas con distintas materialidades.

i) Tamaño y dimensiones de membranaEl tamaño de la membrana se ve acotado de cierta manera por las di-mensiones iniciales que presenta el terreno donde se ubicara, son aproxi-madamente 152 mt2. Otros límites espaciales son presentados por las edificaciones existentes, la más alta tiene 7 metros de altura, ya que se pide un vínculo entre los edificios y la membrana por lo que se propone darle continuidad en cuanto a los tamaños. Además se debe considerar los materiales con que se trabajara en el interior del taller porque será por este que entren los elementos traídos por autos y camiones.

Requerimientos

¿Que es lo que se quiere? Una membrana que genere un espacio de trabajo para suplir la carencia de es-pacio que presentan los talleres de trabajo de Ritoque, creando un taller amplio donde se pueda trabajar en procesos como el armado de proyectos. Generar mediante membranas tensadas un volumen habitable que responda a un espa-cio de trabajo de obra.

a) PARTIDA GENERAL

1.TALLER DE TRABAJO CIUDAD ABIERTA

HIPÓTESIS

Las membranas constituyen una construcción alternativa, innovadora que su-pone un desafío constructivo, que puede responder a múltiples necesidades de habitabilidad, otorgando una mayor flexibilidad e identidad al espacio ha-bitable.


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(b) Función de la membranaLa membrana tensada se piensa principalmente para generar un espacio de trabajo techado que extendiera a un que se encuentran en este sector de la ciudad abierta. Situado en el patio, el toldo se pensó para ser co-nector de los demás talleres, generar un nuevo taller que respondiera a las necesidades climáticas a las que responden los demás talleres cubiertos. Inicialmente el taller considera usos múltiples, pudiendo a futuro especificar las faenas de trabajo realizadas en él.Se consideran propuestas de distribución de los espacios dentro de la carpa y además propuestas en cuanto a la conexión de los talleres con-juntos.

La función de la membrana será darle cabida a faenas que no se pueden desa-rrollar al interior de los otros talleres que se encuentran en este sector, o que por temas de espacio no se pueden desarrollar dentro de este. Con esto se hace referencia a faenas múltiples que tienen mucha concurrencia de alumnos, como por ejemplo el día de San Francisco. Sin querer limitar las posibilidades de es-pacio que este taller generaría se considera en primera instancia como un taller de armado, pero teniendo en cuenta que a futuro se podría reconsiderar el uso específico en ciertas faenas.

ii) Forma de la membrana tensada La forma de la membrana no responderá a ninguno de los elementos ya existentes en el patio de talleres, no tendrá relación con las edificaciones que hay. La forma seria el resultado de el estudio del lugar y el espacio, además del uso que se le dara al espacio a construir.

iii) Definir el tipo de membrana en cuanto a la estructuraTeniendo en cuenta que existen distintos tipos de sistemas tensados de acuerdo al tipo de estructura y a la construcción formal que se hace, por ejemplo membranas con arcos, membranas neumáticas, etc. Definir el tipo de membrana adecuada para lo que se quiere construir.

iv) Uso de recursos naturalesEsto se refiere a plantear la membrana con el mayor aprovechamiento de los recursos naturales externos. Considerar la mayor conservación de la energía pensando en la forma y materialidad de la membrana de acuerdo a la relación con el entorno; aprovechar la luz diurna conside-rando el recorrido interior que desarrolla en la membrana.

v) Dar acogida a las faenas con distintas materialidadesConsiderar las distintas materialidades con las que se trabajara al inte-rior de la membrana, ya sea planteando distintos espacios en el interior como subdivisiones o haciendo sub-membranas, o sea varias unidades de membrana vinculadas.

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Membranas Tensadas

En consideración de este ejemplo podemos ver que hay faenas que se pueden realizar dentro del taller de prototipos tales como el corte y la perforación pero nos encontramos con otras que por espacio resultan difíciles de hacer como el armado o la pintura que necesita un lugar amplio y aireado. Si pensamos faenas con materiales como fibra de vidrio se presenta la necesidad de un lugar aireado pero a la vez cerrado para no interferir con las faenas de otros por lo tóxico del material.En otras situaciones como farándula el taller de prototipos se ve superado por la cantidad de gente en relación al espacio teniendo las personas que acudir a áreas exteriores para trabajar. De esta manera se plantea la posibilidad de ge-nerar en este nuevo taller mejores condiciones de trabajo que vengan a suplir las carencias de los talleres existentes.

Así nos encontramos frente a distintas oportunidades de mejora:1. – Mayor espacio de trabajo2. – Superficies de apoyo que permitan condiciones de armado de grandes dimensiones3. – Independencia en distintas áreas o sectores de trabajo.4. – Áreas que otorguen posibilidades de ser cerradas.5. – Áreas que permitan el ingreso de objetos de mayormagnitud (planchas de madera, metales, etc.).6. - Un transito fluido entre áreas de trabajo.7. – Definición de materialidad por sectores independientes.dentro de un área común.8. – Comunicación y encuentro directo entre los tres talleresexistentes.

i) Distribución del espacio interior de la membrana en cuanto al uso.En un breve análisis al taller de prototipos se da cuenta de las carencias que este presenta en cuanto al pensamiento de desarrollar una obra (objeto, proyecto, etc.) en su totalidad. De esta manera se definieron las faenas que se desarrollan de acuerdo al material con que se trabaja. Por ejemplo en el caso de un proyecto en madera nos encontramos con los siguientes pasos:

1. Ingreso de planchas de madera al taller.2. Marcado de planchas.3. Corte de planchas.4. Perforación de puntos para vínculos.5. Pintura o barniz.6. Armado de piezas.


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(iii) Extensión del trabajo en serie:Siguiendo la línea de trabajo del taller de armado (sector metales y maderas) se busca la extensión del mismo hacia el patio exterior y así agilizar el proceso de trabajo de talleres. Esta propuesta sugiere la definición absoluta de los sectores del taller de armado (membrana), definir un área para maderas, un área para latas, y ciertos sectores que a través de policarbonato se puedan cerrar del todo y abrir desde el otro lado para generar espacios para materiales tóxicos como policar-bonato. De esta manera se propone la fijación de herramientas permanentes en el día, pero que se guarden en la noche, tales como tornillos, dobladora de latas, etc.

(c) Propuestas de Distribución.En base al estudio hecho acerca del trabajo realizado en el taller de prototipos de Ritoque se desarrollan tres propuestas de posibles distribuciones para la mem-brana.

(i) Espacios indefinidos:Poner superficies de trabajos múltiples y utilizables por los 3 talleres a la vez. Se plantea poner distintas áreas de trabajo que posibiliten distintas faenas al mis-mo tiempo, tales como mesones de considerables dimensiones que permitan el trabajo simultaneo y se tenga acceso desde todos los puntos. Así se otorga la posibilidad de hacer las faenas que se puede dentro de los otros talleres, pero una vez utilizadas las maquinas salir e ingresar a este taller y continuar con faenas del tipo armado.Se propone la construcción de mesas en obra.

(ii) Conformación de un taller paralelo:Conformar mesones que permitan trasladar y empotrar las maquinas que se en-cuentran en los talleres para crear un nuevo taller autónomo. Lo que se quiere lograr con esto es el trabajo simultaneo de dos proyectos de distinto tipo, como por ejemplo el trabajo de un taller en lata y el trabajo de otro taller en madera, pu-diendo uno de los dos irse completamente al taller exterior sin la dependencia de las maquinas que se encuentran en el taller de prototipos, y liberando el espacio para que el otro taller trabaje más holgadamente.

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Membranas Tensadas

Como primera aproximación de la forma se tiene un suelo de 153 m2. La altura de la membrana será acotada a las alturas generales de las edificaciones existentes, el más alto de 7 metros de altura, por lo que se piensa para la membrana una al-tura de 6 m. La altura del cielo general se estima en base a las dimensiones de los materiales con que se trabajara en el interior de la membrana (taller de armado), como listones de 3 metros de altura.La caída de agua se dejara hacia el lado izquierdo, mirando frontalmente los talle-res, ya que al lado derecho se encuentra el taller del escultor.

b) MAQUETAS

(a) GEOMETRÍA BASE DE LA FORMALa forma de la carpa tiene condiciones básicas que se deben respetar, tales como la caída del agua, resistencia al viento, altura del cielo de acuerdo a la altura de las personas, las dimensiones generales de los materiales con que se va a trabajar, las posibilidades de espacio que otorga el lugar donde se pondrá.

El lugar donde se pondrá la carpa entrega oportunidades y también limitantes, ya que las posibilidades de fijación de la carpa se ven disminuidas por los edificios que conforman el entorno. Los elementos de fijación, tales como cables de acero, pilares y zapatas requieren grandes dimensiones.Otro punto a considerar en la forma básica es la no vinculación de los elementos de sujeción y fijación a las construcciones aledañas ya que estas podrían sufrir problemas estructurales por la carga que provoque la membrana. mbrana.


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b. Imágenes de maqueta dos pruebas de tensión pasando cables interiores en la membrana.

(b) PRIMERA MAQUETA

a. Imágenes de maqueta inicial, para esta maqueta se construyo una maqueta sencilla

de el patio de talleres de Ritoque,

Se continúa con la misma línea en cuanto a la forma y disposición, pero se trabaja más en detalle la forma de la membrana, se toman nuevos puntos dentro del manto que provoquen una simetría espacial interior de los puntos de altura y los puntos más bajos.Para generar una mayor estructura y rigidez en la forma se decide a atravesar la membrana con un cable interior que reciba de manera más total la mem-brana. Este cable además otorga un leve asomo de lo que podría llegar a ser la caída de agua en el manto como disponer el recorrido del agua encima de ella. Se hizo un borde a toda la tela y se paso por este hilo que se fijo a los pilares para comprobar de alguna manera el actuar del cable de acero que tensionará todo el borde de la membrana.

Una única membrana con cuatro puntos de apoyo, pilares, en toda el área. La forma de la membrana se generara a través de tensores que nacen desde los mismos pilares. Una altura uniforme en toda la carpa, sin dife-renciación en los distintos puntos, como entrada peatonal o vehicular, para que la funcionalidad sea más diversa en el futuro.En esta maqueta se definen aspectos generales del proyecto.1. Que sea una sola membrana que actué como manto cubriendo toda la superficie.2. La ubicación de la membrana que será solo un nivel del suelo y no dos.3. El tipo de agarre para conformar la forma de la membrana a través de tensores desde los pilares.

(c) SEGUNDA MAQUETA

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Membranas Tensadas

Maqueta:Bastidor de madera, tela micro fibra, cables de acero, pilares de aluminio, piezas de lata en todos los pilares fijadas con remaches, pieza angular esquina de lata.

(d) TERCERA MAQUETAMaqueta escala 1:12 para comprobar tensiones y la reacción de la forma al cambiar la escala, fuerza en los pilares y forma con la elasticidad de la tela. Para esta construcción, se realizan los cálculos previos en relación a la inclinación y fuerzas ejercidas en los pilares, tipos de fierro a utilizar, empotramiento de los pilares y la acción del viento. En esta maqueta se trabajan distintos puntos de alturas de la tela tensada desde los pilares y de los puntos interiores. La diagonal que atraviesa la carpa se construye en un alambre grueso para generar dos pendientes pronunciadas hacia cada lado. Al aumentar la escala de la maqueta, cambia la forma: debido a los esfuerzos y tensiones, la membrana aparece más plana y es necesario revisar los puntos de agarre para generar una concavidad mayor.

Tipo de tela usada: micro fibra, resulta muy elástica y no proporciona la forma requerida. Con esta maqueta se puede ir comprobando el trabajo que realizan los pilares con la tensión de la membrana, ya que el bastidor de madera se deforma completamente.


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(e) CUARTA MAQUETA

a. Croquis de vista superior de la membrana, analizando la geometría de los tensores.b. Croquis de vista superior de membrana con distancias entre los puntos de tensión de la esquina.c. Medidas generales de la membrana, de los cables, estas se sacan de la maqueta, para tener puntos de referencia.

Se cambia el tipo de tela a lycra. Aparecen nuevos puntos de agarre en la tela. Estos puntos forman dos triángulos: uno por cada lado largo de la carpa. Estos se encuentran desplazados en relación a la diagonal. La diagonal se encuentra más elevada que los demás puntos de agarre. Es necesario que los puntos vayan descendiendo y que la caída de agua sea pronunciada, ya que cualquier plano generado en la tela concurriría a una acumulación del agua y una deformación en la tela.

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Membranas Tensadas

c) ESTUDIO AERODINÁMICO

Para tener en cuenta todos los factores que tendrán incidencia sobre la membrana se decide hacer un acercamiento con la acción de los vientos en el lugar de emplaza-miento de la membrana. Es importante tener presente como es el flujo de los vientos que existe en el lugar ya que esto afectara directamente en la membrana, ya que el viento podría hacer un efecto de succión sobre la tela cortando los cables. Al hacer el cálculo estructural se considera como velocidad máxima del viento 70 Km./h y esto ya se encuentra sobreestimado.Entonces se estudia la circulación del viento en el sector de talleres y patio.La distribución de los talleres es paralela al oeste, teniendo el viento en esta zona gran influencia del mar. Los vientos que normalmente se producen en Chile son depen-diendo de la estación, en el norte y centro del país dominan los vientos sur y sudoeste en primavera y verano; en otoño e invierno los del norte y noroeste.En la zona de talleres de Ritoque los vientos predominantes son en el día sur oeste y en la noche se genera la brisa terrestre de noreste o este.


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Circulación general en la atmósfera terrestre. La célula de Hadley subtropical, la célula de Ferrell y la célula polar. Los vientos alisios se muestran procedentes de las latitudes subtropicales soplando hacia el Ecuador, siendo modificados hacia el Oeste por la rotación terrestre.

ii) Circulación AtmosféricaEl aire que envuelve la Tierra (la atmósfera) no es una masa estática, sino que está en continuo movimiento. Esto se produce a causa de la desigual repartición de la energía solar en la superficie terrestre y por los movimien-tos propios del sistema solar (rotación, traslación y otros). La diferencia de temperaturas entre la región ecuatorial y las regiones polares da origen al patrón de circulación general. La circulación general divide la Tierra en celdas de circulación que definen zonas de presión y cinturones de vien-tos dominantes.

iii) Efecto CoriolisLa rotación de la Tierra ejerce un efecto sobre los objetos que se mueven sobre su superficie que se llama “Efecto Coriolis”. El efecto Coriolis curva la dirección inicial de los vientos que se mueven entre dos puntos de alta y baja presión desviándolos, en el Hemisferio norte, hacia la derecha de su dirección de avance y en el Hemisferio Sur, hacia la izquierda.Cuando un objeto inicia un movimiento apuntando en una dirección en el Hemisferio Norte, sea cual sea esa dirección, la trayectoria real resulta curvada hacia la derecha respecto a la dirección inicial. Esto es debido a que la Tierra gira de Oeste a Este.

(A) AERODINÁMICAEs la rama de la mecánica de fluidos que estudia las acciones que apare-cen sobre los cuerpos sólidos cuando existe un movimiento relativo entre éstos y el fluido que los baña, siendo éste último un gas.

i) VientoLa palabra viento viene del latín ventus y significa “aire atmosférico que se mueve una dirección determinada”. El viento es un movimiento ho-rizontal del aire, provocado por las diferencias de presión atmosférica. Los grandes movimientos atmosféricos son prácticamente horizonta-les.

Circulación Global de los Vientos y su temperatura de acuerdo a las zonas.

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Membranas Tensadas

Por el contrario, un fluido se encuentra en régimen turbulento cuando se forman vórtices o remolinos en el mismo. Un ejemplo de flujo turbulento es la estela de espuma blanca que dejan tras de si los barcos en el mar. Otro ejemplo seria la turbulencia que crea el paso de un avión.

(2) Flujo TurbulentoEn este tipo de flujo las láminas fluyen desorganizadas, tanto en su dirección como en su velocidad. En el espacio libre el flujo no interactúa con los obje-tos, pero si un objeto está cercano al flujo del fluido, interactúa con el mismo cambiando sus características de velocidad como veremos seguidamente. Cuando un fluido fluye sobre una superficie, debido a la fricción, la capa más cercana a la superficie se detiene completamente. Encima de esta capa se forman otras, cada una de las cuales tiene menos fricción que la anterior y por tanto mayor velocidad. Así hasta que a partir de una capa concreta no hay fricción y las capas tienen la velocidad libre del fluido.

vi) Flujos de el aire

(1) Flujo laminarEs un flujo en el cual el fluido puede ser considerado que se mueve en capas uniformes denominadas laminas. El flujo puede permanecer laminar en tanto las laminas no interactúan lo suficiente para causar movimientos secundarios entre ellas, pero en caso contrario la mezcla libre y aleatoria de las láminas hacen el flujo turbulento. El flujo puede cambiar de laminar a turbulento en base a:

1. Un cambio en la velocidad del flujo. 2. Alteraciones del propio flujo. 3. Rugosidad de la superficie sobre la que fluye.

a.Flujo laminar

b.Flujo Turbulento


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El efecto de la turbulencia cerca de la superficie

terrestre produce cambios irregulares tanto en la velocidad como en la

dirección del viento.

v) Influencias topográficas sobre el viento.Cuando un flujo estable se ve forzado a superar un obstáculo se pueden produ-cir tres patrones distintos en función de las características del perfil de vientos:

contrario de donde viene el viento) poco desarrolladas y estrechas.

-tud: Se forma un remolino a sotavento que no se propaga con su eje paralelo al obstáculoorográfico.

con elevada amplitud e importante propagación a sotavento. Tipos de flujos so-bre la montaña: (a) flujos débiles y constantes; (b) flujo mas intenso; (c) flujo fuerte y con incremento en altitud. Los vectores de la izquierda indican el perfil vertical del viento horizontal.

(1) Flujo de aire alrededor de los edificiosCuando el viento incide sobre un edificio se crea una zona de alta presión (positiva) en la fachada del terreno frontal al viento (BARLOVENTO) y en la cu-bierta; al rodear al edificio incrementa su velocidad, creando zonas de relativa baja presión (negativa) en las caras laterales y en la cara posterior del edificio (SOTAVENTO).

Sombra aerodinámica: El viento, con estructura de flujo laminar, al incidir sobre un obstáculo desvía las líneas de flujo hacia arriba y hacia los lados del mismo, produciendo zonas de estancamiento o turbulencia, previas a la recuperación del flujo. La dimensión de estas zonas estará en función de la altura del obstáculo y del grado de permeabilidad del mismo.

La acción del viento sobre el edificio que produce diferencias de presión en sus fachadas se llama efecto aerodinámico. El viento tiene además un efecto me-cánico, al producir cargas adicionales sobre la estructura, y un efecto térmico al enfriar las superficies del edificio.

1. Sombra aerodinámica.2. Planta

3.Corte

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Membranas Tensadas

(2) Influencia de la forma y dimensiones del edificio en el flujo del viento. (a) Ancho

Al aumentar el ancho de una edificación, la profundidad de la sombra aerodinámica permanece relativamente constante.

(b) Altura.

Al aumentar la altura de una edificación, aumenta la profundidad y altura de la sombra aerodinámica en la misma proporción.

(c) Relación Ancho / altura.

Al disminuir esta relación aumenta la profundidad y altura de la sombra aerodinámica.

(a)

(b)

(c)


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Si un edificio bajo se ubica dentro de la sombra aerodinámica de un edificio con-siderablemente más alto, este incremento en la altura pudiera llegar a generar una corriente de aire en el edificio más bajo, pero de sentido inverso al del viento del lugar. El viento al incidir sobre la fachada de un edificio relativamente largo divide su flujo en dos partes provocándose una aceleración de su velocidad en las esquinas del edificio. En caso de existir dos edificios relativamente cercanos pueden producirse ráfagas de una velocidad aún mayor en la zona entre ambos edificios.

(d) LongitudA medida que se incrementa la longitud de una edificación, se aumenta la profundidad de la sombra aerodinámica.

(d)

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Membranas Tensadas

Circulación del aire, A durante el dia y B duran-te la noche. La tierra se calienta y enfría mas rápido, en cambio el agua se calienta y enfría mas lento debido al calor especifico que cada uno tiene.

(1) Brisas MarinasBrisas marinas. Se localizan en la costas y se producen por el efecto de las diferencias de calentamiento y enfriamiento que experimenta la tierra y las masas de agua. Durante el día la mayor temperatura de la tierra da lugar a ascendencias del aire calentado que son rápidamente compensadas por la llegada de aire frío procedente del mar o grandes lagos. Al anochecer hay un periodo de calma cuando las temperaturas se igualan. Durante la noche el mecanismo se invierte al estar el agua más caliente aunque la velocidad del viento suele ser menor debido a que las diferencias no son tan acusadas. Los monzones del suroeste de Asia no son más que una brisa marina y terrestre a gran escala según la estación del año. Las brisas marinas desviadas por el efecto Coriolis tienden a adquirir una dirección prácticamente paralela a la costa con vientos suaves y continuos de entre 2 y 7 m/s.

(2) Los Vientos EstacionalesEl aire sobre la tierra es más cálido en verano y más frío en invierno que el situado sobre el océano adyacente en una misma estación. Así, durante el verano, los continentes son lugares de presión baja con vientos que so-plan desde los océanos, que están más fríos. En invierno, los continentes albergan altas presiones, y los vientos se dirigen hacia los océanos, ahora más cálidos. Los ejemplos típicos de estos vientos son los monzones del mar de la China y del océano Índico.

vi) Efecto del mar en el vientoEl viento costero sopla desde el mar hacia la tierra, siendo causado por la dife-rencia de presión entre la tierra y el mar, derivada de la diferencia de temperatura entre una y otro. Durante el día, las altas temperaturas de la tierra hacen que allí la presión sea más baja que la de las aguas costeras; como el aire circula desde las áreas de alta presión hacia las de baja presión, la viento sopla desde el mar hacia la tierra. Por la noche, el patrón se invierte, circulando desde el continente hacia el mar. Simultáneamente al progreso del régimen de brisa marina, el viento desarrolla un componente paralelo a la costa, debido a la deflexión de Coriolis.

El diferente calentamiento de la tierra y el mar en las zonas costeras origina cel-das convectivas de carácter local. El suelo se calienta más de prisa que el mar, e igualmente el aire que está sobre él. Ya caliente, asciende, y es reemplazado por aire más frío proveniente del mar. De noche ocurre lo contrario: el suelo se enfría más pronto y el aire que asciende es situado sobre el mar, con lo que el viento re-sultante, se dirige de la tierra al mar. Esto se conoce como Brisa de mar y tierra.


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vii) Pruebas de vientoSe hacen pruebas a escala de los distintos tipos de vientos presentes en el sector de talleres de Ritoque. La maqueta fue hecha a escala 1:15, y para hacer las pruebas de viento se uso talco y un ventilador que simulara el viento, con el talco se pudo ver el recorrido del viento a medida que se soplaba con el ventilador.

La distribución de los talleres es paralela al oeste, teniendo el viento en esta zona gran influencia del mar. Los vientos que normalmente se producen en Chile son depen-diendo de la estación, en el norte y centro del país dominan los vientos sur y sudoeste en primavera y verano; en otoño e invierno los del norte y noroeste. En la zona de talleres de Ritoque los vientos predominantes son en el día sur oeste y en la noche se genera la brisa terrestre de noreste o este.

(a)Maqueta de los talleres de ritoque; taller de obra, taller del escultor y taller de diseñó con el patio central.(b) Imagen frontal de los talleres.

(a) Imagen de planta de la ma-queta de talleres de ritoque.

Maqueta usada para hacer las pruebas de viento.

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Membranas Tensadas

(1) Viento sur oestePrueba viento sur- oesteEste es el viento normal que se encuentra en Ritoque, el viento proveniente de sur oeste.Este viento es proveniente del mar por las diferencias de presión del viento que esta sobre el mar y la tierra, habiendo en el mar mayor presión en el viento, enton-ces este viento tiende ir hacia zonas de menor presión , la tierra.El viento es girado hacia el sur por efecto de coriolis.

M b T d

(a) Prueba unoPrueba desde sur oeste, el viento es lanzado por encima del edificio de obra (arquitectura) en la dirección ya mencionada.El viento sigue una trayectoria muy turbulenta pero se alcanza ver como se genera la sombra aerodinámica después de el edificio de obra, pasando el viento por encima del patio de talleres su trayectoria sigue por encima del taller de prototipos.En las capas superiores se muestra como se genera una mayor turbulen-cia.

Secuencia de el recorrido de el viento por encima de los talleres.

Esta secuencia es capturada en video y después se corto en

imágenes.

Imagen de aproximación de recorrido del viento encima de los talleres.


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(b) Prueba uno, toma dosPrueba tomada desde otro ángulo, de esta manera se puede apreciar que el viento pasa por encima del taller de prototipos a causa de la zona aero-dinámica que se genera detrás del taller de obra. El ángulo de pendiente que tiene el taller de prototipos recibe el viento que pasa sobre la zona ae-rodinámica y que viene ya en descenso. En las capas superiores del vientose generan turbulencias por el encuentro con otras capas. En las imágenesse puede ver como el viento va avanzando desde el comienzo del taller de prototipos siguiendo todo el perfil de inclinación de este.

(c) Prueba dosEn estas imágenes se puede ver como el viento pasa pode prototipos como una nube en su termino. Al principitecho se desplaza por encima de este en un flujo laminfinal se puede ver como se ha convertido en la parte suto.

(b)

(c)Secuencia de el recorrido de el

viento por encima de los talleres.

Imagen de aproximacion de recorrido del viento encima de los talleres.

mienzo del taller de .

r encima de el taller o toma la forma del ar constante, casi al

uperior en turbulen-

Imagen de aproximacion derecorrido del viento encima de lostalleres.

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Membranas Tensadas

(2) Viento surEstas condiciones nunca se deberían dar en la dirección del viento, ya que en esta zona el viento no avanza en esta dirección porque se tiene el efecto del mar y de distintas corrientes, pero se hace esta prueba para ver que sucedería con los talleres y el patio , como sería el recorrido del viento si este soplara de Sur a Norte.La orientación de los edificios es paralela al oeste por lo que el viento entra desde el sur hacia el patio directamente ya que no hay ninguna edificación pro-tegiendo esta zona.

(a) Prueba uno Viento desde el sur, al venir el viento desde esta zona se enfrenta directa-mente al taller de prototipos, inicialmente avanza con libertad y continuidad por el patio pero al empezar a acercarse al taller se forma una zona de alta presión y aumentando la velocidad del viento al disminuir el espacio. El vien-to pasa de un flujo laminar a uno turbulento por la resistencia que ofrece la edificación. En la imagen se puede ver como el viento al encontrarse con el edificio empieza a salir como una nube blanca hacia arriba buscando zonas de baja presión.

(

nube blanca hacia arriba buscando zonas


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(b) Prueba dos, vista lateralEl viento viene en un flujo laminar y al encontrarse con los edificios la sección de espacio disminuye y aumenta la presión del aire, este busca salir a zonas de menor presión. Se forman zonas de alta presión delante de taller de pro-totipos, encima de este y por encima del patio en la parte donde se devuelve el viento . Se generan grandes turbulencias.En la imagen se puede ver como el viento en primera instancia se enfrenta al viento generando turbulencias y como después empieza a encontrar un flujo más estable para ir hacia zonas de menor presión pasando por encima del taller de prototipos.

Secuencia de el recorrido de el viento por encima de los talleres. Se aplico alto contraste a algunas imágenes para que en la imagen se apreciara mejor el flujo del viento

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Membranas Tensadas

Este viento es el que se produce de noche, por efecto de la brisa terrestre, ya que el mar mantiene la temperatura y la tierra se enfría, de esta manera la presión del viento sobre la tierra disminuye, circulando el viento de la tierra hacia el mar.

(a) Prueba 1El viento pasa por encima del taller de prototipos siguiendo la forma de este. Al pasar por entremedio de el taller de prototipo y del escultor se acelera el viento al diminuir el espacio para pasar. Así al disminuir es es-pacio de paso disminuye la presión y aumenta la velocidad, después de que pasa y antes de pasar se puede ver como el viento comienza a subir generándose turbulencias por la aceleración del viento, y el encuentro con otras capas del mismo.

(3) Viento noreste

p p pnuye la presión y aumenta la velocidad, después depasar se puede ver como el viento comienza a subir

encias por la aceleración del viento, y el encuentro ismo.


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d) PROYECCIÓN DE MEMBRANA EN 3DPara la obtención de los paños de la carpa o cortes que componen la membrana se puede trabajar de dos maneras; la primera es con el modelo a escala, con un modelo lo mas preciso posible ir sacando a través de plantillas los distinto cortes para pasarlos a la escala mayor. Como segunda alternativa esta la proyección de la membrana en programas CAD que dependiendo el programa permiten sacar los cortes y dibujar distintos tipos de membranas como neumáticas o tensadas.

Funcionamiento del ProgramaEste es un programa compatible con autocad, con esto me refiero a que fun-ciona con las mismas herramientas de este, solo que al adquirir el programa y posteriormente instalarlo se agrega una barra de herramientas con el nombre de Mpanel.Esta barra de herramientas cuenta con diversas opciones como por ejemplo; se puede elegir el entramado de la membrana a construir, se puede seleccionar de cuantas membranas se quiere hacer dependiendo el caso desde una hasta las que se quiera.

Para trabajar en el programa se debe tener una base lineal que permita tomar los puntos de referencia de la membrana. De esta manera se dibuja la membrana uniéndola a cuatro puntos de referencia, posteriormente se convierte en mem-brana a través de una opción que genera la tensión de la tela.

Secuencia de proyeccion de la membrana en Mpanel. Dibujo a traves de lineas guias desde las que se va fijando la malla.

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Membranas Tensadas

A modo estructural nos encontramos con 2 paredes de piedra y concreto que permitirían la fijación a estas sin mayores inconvenientes. También se cuenta con una leve estructura de fierro q nace en la baranda del balcón y termina en la pared trasera. El lugar es reducido pero con posibilidades de aprovechamiento total ya que todas las fijaciones se pueden hacer a los ele-mentos existentes generando un espacio totalmente libre de estructuras.

(b) Uso del espacioEl toldo a diseñar se encuentra afuera de una sala. Aula de tercer año de Diseño Industrial, un área regularmente de desarrollo de clases o trabajo en faenas de maquetas y proyectos grupales. Por lo que se quiere generar un espacio que extienda el espacio interior de la sala. Por otra parte también es grato encontrarse con sectores que permitan la distensión protegidos de fenómenos naturales, tales como lluvias, viento, sol etc. El poder estar de alguna manera en un exterior interior, un exterior que te resguarda y te otorga un contacto exterior.De esta manera se piensa en el desarrollo de un toldo que otorgue distintas posibilidades tanto de trabajo exterior como de relajo.

Desarrollo de un proyecto a menor escala pero con condiciones de construc-ción similares a las del taller de armado de Ritoque. El toldo a construir se ubicara en el balcón de la sala ágora, este espacio presenta una forma que trae consigo aspectos bien definidos.

Del tipo de membrana a desarrollar.Criterios constructivos recogidos en el diseño de membrana en ambos proyec-tos “Taller de Armado Ritoque” y “Toldo sala Ágora”

- Tensión por medio de cables.- Estructura base pilares.- Modelación de tela a través de proyección digital.- Confección en tela PVC.

(a) Características del espacioEl balcón donde se ubicara el toldo tiene elementos que otorgan parámetros básicos para la forma y construcción de la membrana. Con lo primero que nos enfrentamos es un descenso inmediato del cerro a la avenida España, una visibilidad plena al mar, un enfrentamiento directo con el oeste resguarda-do en parte por la construcción aledaña (cafetería).

2. TOLDO ESCUELA DE ARQUITECTURA Y DISEÑO PUCV

a) Partida general


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Los modelos de toldo que se desarrollan responden a distintos aspectos, ini-cialmente al tipo de membrana que se quiere construir, ya que este toldo servi-rá como estudio para otras membranas. De esta manera se quiere estudiar el funcionamiento de toldos tensados con cables de acero por medio de piezas terminales de fijación en las puntas.

Por otra parte hay que considerar lo que otorga el espacio donde se pondrá el toldo;

- Una estructura de fierro existente que bordea el balcón.- Dos paredes de concreto y piedra en la parte posterior, y en uno de los cos-tados.

Entonces se decide comenzar a proyectar la membrana con dos coordenadas iniciales; fijar el toldo a las paredes y vincularlo a la estructura de fierro exis-tente. No se quiere intervenir en mayor manera el lugar, si no más bien respetar lo existente y vincularse a esto.

b) MAQUETAS

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Membranas Tensadas

Maqueta inicial de membrana para balcón, ventanal principal y paredes de piedra son los elementos que quedan en el entorno de este

toldo.

MaquetaEsta maqueta es la mayor aproximación del modelo uno propuesto en el modelo 3d, se conformo con una unidad de tela fijándola a puntos dentro del espacio que se quiere usar. Ya en maquetas de este tipo se puede ver como se genera tensión de la tela que recae sobre la estructura teniendo que poner refuerzo a toda la maqueta para que esta no ceda a la tensión.En está propuesta la membrana queda fija casi únicamente a la estructura de fierro sin adosarse a la pared posterior, pero generando un espacio entre esta y el toldo.Se puede pensar el modelo como una membrana de puntos altos, que da posibilidad a algunas caídas de agua. Se piensa la posibilidad de tensar el toldo también por medio de cables interiores a los paños, que vayan mo-delando la forma por medio de la tensión. Este toldo genera sombra, pero no resulta como un elemento que amplié el espacio de trabajo, ya que no cubre en gran medida el balcón.

La propuesta inicial es una membrana, que se fije en cuantos puntos sea necesario en toda la parte posterior a la pared y por delante a la estructura, todo el borde delantero se tensara con cables. Es un juego formal en busca de más indicios de forma que empiecen a mostrar algún tipo de relación con el espacio. Este modelo tiene una única variación general, está es la altura de los paños con que se distribuye fiján-dose en los distintos puntos. Está membrana es en base a la irregularidad es una proposición de no simetría, cada sector de la membrana tiene su propio movimiento. Con terminaciones de la tela recta en puntas triangula-res que se fajarían a los puntos de apoyo. Finalmente este toldo no asegura la cobertura total del espacio deja mucho espacio para entradas de agua.

PRIMER MODELO

(a) Modelo que fija la mayor parte de la membra-na a puntos altos de la estructura ya existente.

(b) Modelo que presenta mas irregularidad en su forma levantando y bajando algunos puntos de agarre de la membrana.

Vista frontal Vista lateral

Vista axonométrica


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Tercer modelo, extensión de la estructura para agrandar el espacio de sombra.

SEGUNDO MODELOEste modelo amplia las dimensiones del toldo alargándolo desde adelante para agrandar la parte útil que se genera en el interior. Se propone poner más estructura a la existente en la altura de borde. Estos modelos incor-poran la sujeción de puntos superiores, puntos por la parte de encima del toldo, para tensar la membrana por arriba para lograr un abovedado mayor de la forma total.Se plantea rodear la estructura frontal con cables de acero continuo que pasen por la membrana, todo el sector de adelante con un cable de acero continuo fijo en distintos puntos a la estructura.La membrana se confeccionaría en base a distintos paños que modelen la forma que se quiere hacer.

Triangulación de los lados para generar una continuidad con el borde. Se calculan alturas mínimas de acuerdo a la construcción y estructura exis-tentes, de esta manera la parte posterior que va fija al muro se piensa dejar por encima de la ventana centímetros más arriba se encuentra la estructura de fierro. Los fierros ya existentes se piensan para fijar partes de la carpa a este pero en ningún caso para que queden por el interior de esta, porque su altura sería demasiada y por el espacio general no se puede levantar tanto debe tener una caída considerable la membrana.

TERCER MODELO

para bra

Modelo limitado a la estructura existente.

Vista frontal Vista axonométrica


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Membranas Tensadas

CUARTO MODELOLa idea de que sea una sola unidad de tela presenta una mayor comple-jidad para dar la forma a la membrana ya que habría que hacer un mayor esfuerzo sobre la tela. Por lo que se decide subdividir los paños de acuerdo a la forma de la membrana, se mantiene la idea de fijar la parte delantera al borde para aprovechar la estructura existente. Se dejan aun más rectos los bordes de la tela para darle una continuidad de borde. Los puntos superiores de tensión de la tela se fijan a la escuadra de la estructura de fierro que se encuentra arriba generando un sentido de la tensión opuesto al balcón para aglobar la membrana. La pared izquierda presenta una curvatura en su forma por lo que complica la continuidad de la forma, en un comienzo se pensó en aprovechar de la mejor manera el espacio de balcón pero se decide simplificar la forma por temas de construcción.

Propuesta que contempla el diseño de la forma por medio de una sola unidad de tela rectangular que se fija a la estructura en distintos puntos para ir conformándose en este vinculo. Se fija a la pared de manera recta y la membrana cae creándose una caída natural en la tela. Se alarga el toldo hacia adelante pensándose una estructura que aparezca de la ya existente, de esta manera la membrana quedaría fija a todo el borde existente, el horizonte se disminuye de esta manera. No se persigue disminuir el horizonte si no generar un horizonte visual con-tinuo y de una misma altura en todo el borde.

QUINTO MODELO




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SEXTO MODELOPropuesta que pretende constituir una línea continúa con el borde ya exis-tente del balcón, sin traspasar las formas que este otorga. La altura general se mantiene, en la parte trasera la altura es mayor para generar una caída. Dos modificaciones de este modelo, el primero se presenta si extensiones en fierro hacia adelante, solo utilizando lo que existe fijándose a esto. En la segunda se plantea la opción de cuadrar adelante poniendo una extensión en el lado derecho que deje el mismo largo en toda la membrana. De está manera se piensa rodear el fierro con la tela poniendo cable en todo el borde.

Se resuelve levantar el horizonte del toldo subiendo toda la membrana a una altura de 2.10 metros, considerando como los puntos de fijación fundamentales en cinco partes; la pared posterior del ventanal con acceso directo a la sala, dos puntos a los lados del ventanal, un punto en la pared izquierda curva y por ultimo los puntos que irían fijos a la estructura delan-tera de fierro, estos se agregaría una extensión. Se triángulo la forma pensando en simplificar su construcción ya que por medio de la tensión de los cables se favorece las líneas rectas de la tela. Se puede considerar como se plantea el lugar una construcción estructural del orden 50% cables de acero regulados por tensores y 50% fijación a la pared, estructura de fierro.

SÉPTIMO MODELO

PlantaVista axonométrica

PlantaVista axonométrica

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Membranas Tensadas

PROPUESTA FINALEn primer lugar en cuanto a la estructura se fija la membrana a todo el bor-de del ventanal de la pared, de esta manera el toldo rodeara todo el borde del ventanal tomando una forma curva, esta permitirá que el toldo quede más cerrado. Se piensa una distancia media entre el borde de la ventana y la estructura de fierro superior. Se decide cuadrar la parte delantera de la membrana generando un borde lineal y un horizonte común para todo. Por lo que se deberá agregar a la estructura vertical en el lado izquierdo una extensión de aproximadamente 1metro. Las terminaciones de la membrana serán en ambos lados triangulares, se evita el problema con la curva del muro en el lado derecho.La confección de la membrana será por medio de paños se presenta una situación mas compleja en cuanto a la confección y diseño al considerar una gran curva en la parte posterior, ya que cada unidad de tela deberá seguir esta curva.

Modelo que recoge varios aspectos de las modelos anteriores pero tiene una mejor continuidad con el espacio existente, se acota mejor el toldo a este. En primer lugar en cuanto a la estructura se fija la membrana a todo el bor-de del ventanal de la pared, de esta manera el toldo rodeara todo el borde del ventanal tomando una forma curva, esta permitirá que el toldo quede más cerrado. Se piensa una distancia media entre el borde de la ventana y la estructura de fierro superior. Se decide cuadrar la parte delantera de la membrana generando un borde lineal y un horizonte común para todo. Por lo que se deberá agregar a la estructura vertical en el lado izquierdo una extensión de aproximadamente 1metro. Modelo que recoge varios aspectos de las maquetas anteriores pero tiene una mejor continuidad con el espacio existente, se acota mejor el toldo a este.

Vista axonométricaVista frontal Vista lateral


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Mas allá de esto considerando la forma tan solo como forma constructiva que tiene relación con la materialidad, la estructura y el espacio nos encontramos con un espa-cio abierto que es atravesado por caminos en cementados y rodeado por edificios. Estos permiten el paso de la luz. El lugar es aplastado por el calor y la luz. No hay espacios de resguardo cuando se piensa en un estar fuera de las construcciones.Se debe tener en cuenta que no se quiere intervenir las construcciones por lo que deben ser membranas autónomas, más de una.

Entonces se debe plantear también un juego de membranas con la construcción de un recorrido y tal vez dejar posibilidades abiertas para seguir desarrollando el proyec-to en un futuro próximo.

Para la proyección de las membranas en el campo Curauma se tienen coordenadas base que tienen relación con el habitar del espacio. Del acontecer del lugar donde se emplazaran estas sombras para generar un habitar.Nosotros debemos construir ese habitar por medio de la forma, pero teniendo en cuenta el comportamiento cotidiano de quienes convivirán con estas. Entonces nos devolvemos y nos concentramos en el acontecer del espacio planteando lo siguiente: centro de estudio, espacio de distensión, espacio de encuentro y de reuniones masi-vas, espacio común de distintas carreras.

3. MEMBRANAS PARA SEDE DE CURAUMA PUCV

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Membranas Tensadas

Los modelos propuestos en estas imágenes no presentan la parte estructural del proyecto esta sera desarrollada en mayor detalle en el modelo final.

Para este proyecto, teniendo en cuenta el espacio que se tiene, se considera la proyección de varias carpas pero con la misma forma que actúen como unidades independientes pero al mismo tiempo complementarias, ya que se pretende acoger a distintas carreras que se encuentran ubicadas en el mismo campus.

Este es el modelo más sencillo fijado a cuatro puntos de apoyo generando una doble curvatura simple. Es una forma cuadrada de 14 m2 que construye un espacio de sombra de 190 metros. Todos los modelos son proyectados considerando tres membranas.

PRIMER MODELO

Vista axonométrica

Vista lateral

Planta


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Vista axonometrica del total, las tres membranas con gente y se proyectan bancas para ver de alguna manera más realista el espacio.

SEGUNDO MODELOMembrana complementaria, este modelo se basa en el complemento de las membranas en cuanto a su estructura ya que son dos membranas que en la parte central son fijadas a un pilar central común. Esto disminuye la cantidad de estructura a utilizar. Son diseñadas en base a capas que se superponen para generar un movimiento a la forma, un avance gradual en altura. La forma del total es simétrica pero a la vez irregular ya que los mantos se posicionan de manera inversa pero las alturas son las mismas llegando al puntos más alto en la parte central. En cada conjunto de dos membranas queda propuesta la idea de una plaza independiente. La altura mínima de la membrana son 2,5 metros, cada mem-brana tiene 72 m2, en total 144 m2. Estas estructuras tensadas presentan el inconveniente de no cubrir en gran medida los espacios por la irregularidad de su forma, planteando la posibili-dad de una nueva propuesta que venga a solucionar esto.

d l l l b

Vista lateral del conjunto de mem-branas, aquí se puede ver como se superponen las mantos sobre el espacio total, generando un entorno con movimiento.

Membrana que propone el poner dos mantos más a la unidad total para generar mas espacio de sombra.

Vista axonométrica

Vista lateral

Planta

Planta de las tres membranas.

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Membranas Tensadas

Vista lateral de las tres membranas, las formas no se alcanzan a cerrar quedando como unas laminas que cortan el espacio.

TERCER MODELOEste modelo es bastante más grande que los anteriores tratando de abar-car espacios más grandes con menos estructura, que también es posible pero reforzando los puntos de apoyo, esto se puede hacer construyendo pilares compuestos:- Construir un pilar doble, con el doble estructura que tendrá una dimensión mayor en su base de agarre al suelo o zapata.- Reforzando el pilar con cables de acero que vayan fijas a una zapata común o independiente.

La membrana se sostiene en pilares inclinados que llevan cables que con-trarrestan la tensión de la membrana que actúa también como en todas las tenso-estructuras como elemento estructural. La altura de la membrana es otorgada por los pilares laterales que tienen en promedio 5, 50 metros de alto y se genera la contra curva por medio de cables tensados que son propuestos a 1,30 de altura. La altura baja de los tensores deja zonas sin uso en el interior de la membrana ya que en esta altura no podrá haber una persona de pie. Se genera una altura promedio de 2,50 metros.

Vista axonométrica

Vista lateral

Planta

Planta de las tres membranas


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Vista axonométrica

CUARTO MODELOMembrana soportada en 6 puntos, se puede determinar que la altura de la cubierta es establecida por los pilares que actúan como compresores, en este caso serian cuatro. Los cables de acero, son los que cierran la forma de la membrana y en este caso son dos. Esta cubierta proyecta una sombra rectangular de grandes dimensiones y se abre en puntas para ser fijada con una parte más alargada.Entre las membranas se generan pasillos de transito que posibilitan el ac-ceso a estas, siempre se piensa de está manera por la idea de generar unidades independientes.Esta membrana tiene 90mt2 aproximadamente, y se calcula que, depen-diendo la situación podrían caber hasta 180 personas en su interior. La membrana tiene una altura media de 2,5 metros.

Vista lateral

Planta

Planta de las tres membranas.

RESULTADOS capítulo 4

RESULTADOS

MEMBRANASCURAUMA

MEMBRANAe[ad]

MEMBRANARITOQUE

MAQUETAS

ESTRUCTURA

PENSAMIENTO FORMAL

PENSAMIENTO CONSTRUCTIVO


PENSAMIENTO FORMAL

ESTRUCTURA

EMPLAZAMIENTO

MEMBRANA


MAQUETA

PROCESO CONSTRUCTIVO

MAQUETAS

MEMBRANA

PIEZAS

MONTAJE


PROYECCIÓN DE TALLERES DE RITOQUEElevación de los talleres de ritoque con la membrana ubicada en el lugar definitivo de emplazamiento, este sector queda totalmente protegido de el viento.Se piensa como una extensión de los otros talleres.

1.TALLER DE TRABAJO CIUDAD ABIERTA

Vista isométrica

Vista frontal

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Capítulo 4Resultados

Vista planta

Vista lateral

VVVViVVVVVVVVVVV sta p


a) Pensamiento formal

(5) Del aguaPor la diagonal de la carpa atraviesa una pletina de fierro de 6 m la que se en-cuentra soportada desde los dos pilares que se encuentran en cada extremo. Esta pletina genera una caída hacia cada lado de la carpa para que el agua que cae fluya por la pendiente. Del mismo modo, cada punto de agarre en la tela desde cada pilar se encuentran en niveles sucesivamente más bajos para que se genere la pendiente hacia los cuatro lados de la carpa.La impermeabilidad de la tela se aprovecha en este punto, pero cabe señalar que cada plano que se pudiera generar con la tela, es propenso a un acumulamiento del agua, y por consecuencia, se generaría una deformación y estancamiento de agua.

(3) De la luz Por el tipo de tela, ya sea en su color crudo y en el porcentaje de algodón, es po-sible aprovechar la luz natural del día para la ambientación interior, economizando recursos energéticos. La envolvente se utiliza como filtro, y no como barrera.

(4) Del vientoLas grandes cargas adicionales provocadas por el viento obligan a resolver un sistema estructural resistente. Este sistema es una relación entre masa construi-da y volumen espacial. Es decir, se concentran estructura y membrana, los dos componentes esenciales del sistema que define el espacio.Para recibir la fuerza del viento, cada pilar posee dos tensores o vientos, los que ayudan a recibir la carga. Ésta se divide en cuatro momentos repartidos en los cuatro pilares no equitativamente, ya que cada pilar ejerce una fuerza distinta por la diferencia de los puntos de agarre en la tela.

(1) De la formaDebido su ubicación en el espacio y nivel de superficie, la carpa tiene un diseño cóncavo, ajeno a la forma de los talleres, ya que se piensa como un a unidad discreta y correspondiente a los factores naturales que inciden en el lugar.Además, la forma aparece en relación a cómo actúan las fuerzas de tensión en la tela misma, generando deformaciones proyectadas desde cada pilar.

(2) Del espacio interiorEn cuanto a forma cóncava de la carpa genera naturalmente una sección espa-cial que permite el movimiento o convección de las masas de aire. La disposi-ción de aberturas y tamaño interior permiten lograr una ventilación que implica la consecuente circulación y renovación del aire. A su vez, la ubicación espacial permite que la carpa se encuentre resguardada por los edificios perimetrales y por la superficie que se encuentra a un nivel más bajo que el del normal del nivel del lugar.

La forma de la carpa aparece en respuesta a los distintos factores que afectan al lugar a construir (patio de los talleres de la Ciudad Abierta), y el tamaño co-rresponde al espacio que se quiere utilizar como un taller en común para ejercer faenas que requieren de un espacio mayor.Los factores que afectan directamente a la carpa son aquellos que le pertenecen a lo natural: lluvia, viento, arena y asoleamiento. Y en cuento al lugar, éste es un espacio común entre tres talleres que se encuen-tran por este patio común, el cual se encuentra inutilizado. Entonces se trabajan todos estos factores en conjunto para llegar a una forma concreta en relación a la forma de la carpa.

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5

1

2

3

4

PARTES DE LAMEMBRANA1. Pilares de fierro 3mm.2. Pletina de fierro 6mm.3. Tensores o vientos, cada pilar tiene dos.4. Membrana de lona poliéster.5. Piezas de agarre que prensan la membrana y la levantan para dar una forma abovedada.


La membrana a construir será de una unidad con esto se hace referencia a que será una estructura general que soporte una membrana que cubra el total del espacio. Se piensa soportar en la menor cantidad de pilares posibles para dejar la mayor área de trabajo disponible libre. La carga que reciben los pilares será disminuida a través de dos vientos en cada pilar. La membrana se piensa con la consideración de ciertos puntos que otorgan la altura y forma a la carpa, así se obtiene una membrana con una gran altura otorgada por seis puntos de tensión en la carpa.La membrana tiene una forma simétrica, el eje de simetría esta dado por una viga central que se encarga de hacer más rígido la forma en gran medida además de generar la caída de agua. El manto se compone por desniveles en puntos de tensión que van disminuyendo la altura.

b) EstructuraEn cuanto a la determinación de los cortes o paños de la tela estos son 18 cor-tes de tela por lado, la membrana cuenta con dos lados iguales. Los cortes se obtuvieron a través de un programa CAD (programa de diseño asistido por or-denador), el MPanel, en este programa se modelo la carpa para posteriormente sacar los paños.El calculo estructural de los elementos estructurales tales como pilares, vientos y zapatas ha sido respaldado por un Ingeniero Proyectista.

(1) PilarLos Perfiles de Acero se producen industrialmente respondiendo por su tipo-logía (forma y dimensiones) a la normas en vigencia.Según la norma de calidad, existen 3 tipos de aceros estructurales en Chile. En nuestro caso, el utilizado es perfil A24 – 27. Estos nos dan unas caracte-rísticas de esfuerzo específicas. Las medidas de nuestro perfil (100x100x3) nos dan el área y el peso.I. Estas medidas están dadas por el manual de aceros Cintac.

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(2) Elementos de SujeciónEstas son las piezas encargadas de vincular y sostener de manera eficiente las partes de la carpa. Cada pieza esta estimada para soportar una cantidad deter-minada de carga dependiendo el punto donde se encuentre ubicada. De esta manera los elementos fundamentales son; tensores, cables de acero, bridas, pie-za angular, abrazadera de fierro. Todas las piezas son galvanizados para evitar los efectos de la corrosión.

Abrazadera de metalPiezas fundamentales dentro del sistema de sujeción ya que por un lado son las encargadas de fijar la membrana a la estructura soportante (pilares), y por otra parte fijan el pilar a los vientos traseros.

(b) Vinculo esquinaEstas piezas se fijan en los cuatro pilares de la membrana a dos metros y medio de altura. Una esquina es por definición el resultado de la sumatoria de los esfuerzos de los bordes que le llegan, en este caso, la pretensión se aplica a través de barras roscadas. Esta pieza esta pensada para resistir cargas no mayores a 1250 kg. Todos los elementos metálicos de la esquina son piezas galvanizadas y pintadas para la protección a la corrosión.

- Unión membrana esquinaEste primer dispositivo esta compuesto por un dobladillo en la tela dentro del cual es introducido un perfil metálico que le da rigidez al dobladillo para poder abrazarlo con tres pletinas en forma de “U” que sé apernan a la tela.

- Mecanismo de tensiónEl borde de la tela se conecta a través de unas planchas en “L” y de barra ros-cada con un mecanismo de tuerca y contratuerca. Este sistema de pretensión llega a una plancha metálica que también recibe en sus extremos por medio de unos fierros a los cables que hacen de borde a la tela, los cuales rematan en unas tuercas para fijarlos a los fierros.Todas las tensiones de la esquina, tanto las de la tela como las de los cables de acero pueden ser reguladas por las barras roscadas.

1. Borde de la tela de la membrana.2. Pletina de borde.3. Tensor de regulador de distancia entre pieza de la esquina y tela.4. Pieza de fierro que vincula pilar con la tela, y recibe los esfuerzos de esta.5. Hilo de fierro que recibe cables que pasan por el borde de la carpa.

Este sistema de pretensión llega a una plancha metálica que también recibe en sus extremos por medio de unos fierros a los cables que hacen de borde a la tela, los cuales rematan en unas tuercas para fijarlos a los fierros.Todas las tensiones de la esquina, tanto las de la tela como las de los cables de acero pueden ser reguladas por las barras roscadas.

Despiece

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2

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4


c) Proyección de la membranaPara construir la membrana tensada con una tela rígida fue necesario modelar la carpa previamente con una tela elástica para lograr la forma que se requiere mediante tensiones.Entonces, al tener la forma creada, se tomo las medidas desde la maqueta y se dibujaron puntos y lineas guías en un programa en este caso Autocad y el progra-ma compatible con membranas Mpanel.La carpa se subdividió en dos grandes sectores simétricos, determinados por la diagonal del eje central de la carpa y los puntos de agarre de los tensores supe-riores.A su vez, cada sector está dividido en tres partes, de esta manera, tomando en consideración las dimensiones en que viene la tela, fueron hechos los cortes.La forma en que se modelo y subdividió la membrana tiene estrecha relación con las distintas curvas, elevaciones de la tela sus irregularidades.

1

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3

Dado que se compone de distintos puntos que se elevan y generan cambios en la tela.Con el programa se obtienen las distintas unidades de tela que componen el total de la membrana, en total 18 por lado.

(1)Refuerzos - La carpa posee 4 puntos de agarre desde el pilar, siendo estos los puntos de ten-sión que le dan curvatura y forma a la carpa. - Cada punto de tensión se encuentra reforzado con una tela de PVC covernil. Tela que posee un tejido entre las capas de PVC, las cuales resisten altamente la fuerza contra la tracción. Estos puntos de refuerzo poseen un área mayor al del punto de agarre de la tela.

1. Membrana dibujada en Mpanel.2. Lineas guías usadas para dibujar la membrana en 3D.3. Partes de la membrana, sector derecho. Se puede decir que son las plantillas para construir la

membrana.

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(2) Datos técnicos de la tela.Nombre: Polycotton50% algodón / 50% poliéster100% impermeableColor: crudoPeso: 320 gr/m linealResistencia: 15 kg/cm2Posee: tratamiento UV, tratamiento antióxido

Moldes membrana

1. Moldes para la construcción de la mem-brana, 18 partes, con estos se construye la maqueta.


Maqueta finalImagen inferior de la maqueta, en esta se pue-den apreciar los distintos sectores de la tela, de acuerdo a las tensiones de la tela. Se distinguen también las 18 unidades de tela cosidas a maquina.

d) Maqueta finalLa maqueta final se construyo en lona poliéster, se sacaron los moldes desde el programa de modelado de membrana. Se construyo en escala 1:12. Se cosieron los 36 paños consiguiendo la forma esperada. Se monto en el bas-tidor de madera, la tensión que genero la membrana fue bastante por lo que la madera de soporte se curvo. La tela se curvo mas de lo esperado en los costados, por lo que es posible pensar en tensar la tela en mas puntos. Se construyo la maqueta lo mas fiel posible ten-sando los pilares con cable de acero.También en la tela se ponen todos los tensores correspondientes que van desde los pilares a la membrana.

Maqueta finala. Detalle de costuras de la membrana.b. Eje central de tensión para levantar el total de la membrana construyendo caídas de agua y una mayor altura de esta.


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MAQUETA FINAL

Esc. 1: 12


Membrana que construye el horizonte, la vista se delimito acotandose con la mem-brana. En este lugar se construye un espacio para el habitar prolongango el espacio interior de la sala. Se trato de no disminuir tanto la visibilidad exterior parano reducir en mayor medida la luz interior de la sala. Se llega al borde del balcon con una altura aproximada de dos metros pero en la parte central la membrana tiene 2.4 m generados por el abovedado de la tela que es tensada por medio de cables.

b. Pensamiento estructural

2. TOLDO ESCUELA ARQUITECTURA Y DISEÑO PUCV


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a)

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2

4

Presentación del proyecto

PARTES GENERALES

1. Estructura de fierro ya existente en el lugar, que se utilizo para fijar la membrana.2. Tubo de aluminio fijo a la pared trasera a través de 7 abrazaderas de fierro.3. Membrana de tela PVC.4. Estructura de fierro a la cual se fijo la membrana.


DESPIECE

1. Arco de aluminio2. Abrazaderas de fierro.3. Flange de fierro 3mm.4. Flange de fierro 3mm.5. Flange de fierro 3mm.6. Tensador.7. Membrana de PVC.8. Fijador cable de acero, fierro 3mm.9. Pieza de fijación 3 cables, fierro 3mm.

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Abrazadera de agarre de arco de aluminio. Esta pieza esta com-puesta por tres partes soldadas. El tubo se pone por los costados quedando fijo por el diámetro de la pieza.

Pieza de fijación de cable de acero, el cable queda fijo por la tensión del mismo.

3


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b) Pensamiento Constructivo

(c) PiezasFijación de piezas a la tela y desde la tela a los distintos puntos. Se fijo las esquinas por medio de piezas que agarran los cables y la tela.Estas piezas nacen en respuesta a la siguiente situación; cuando se tensan los cables de acero la tela de las esquinas se devuelve, se empieza a recoger y no llega a la punta del cable. Por esto se construyen piezas que fijen la tela a la punta total que es tensada por el tensador a la pared.

Se construyen piezas de aluminio que prensen las punta de tela, se fijan con torni-llos y tienen perforaciones por las que se fijan los respectivos cables de acero.

Todo el borde de la tela esta rodeado por cables, por lo que en cada punta de la tela aparece un extremo del cable que debe tener termino considerando la elasticidad de la tela y las particularidades que esta presenta, por lo que cada esquina tiene una complejidad particular.

De esta manera se puede pensar que a cada esquina llegan:1. Cable de acero que bordea la tela.2. Pieza de aluminio de punta de la punta de la tela.3. Tensador.4. Guardacabos.

(a) MembranaLa membrana esta compuesta por 6 unidades de tela obtenidas a través del programa Mpanel. Serán confeccionadas en tela de pvc que es resistente a la intemperie. La tela fue sellada con una maquina de sellado electrónico de alta frecuencia. En todas las esquinas se reforzó para que no se rompa en las partes donde van piezas.

(b) Estructura

El toldo se fijo a la pared posterior por medio de un tubo de aluminio, que se fijo a la pared con unas abrazaderas de fierro. La carga se dividió en siete puntos, siete abrazaderas que soportan el tubo de aluminio que sostiene la parte trasera de la membrana.Se opto por un tubo de aluminio por que es mas liviano y flexible. El tubo de aluminio debió ser previamente doblado con una cilindradora para que tuviera la curva preformada y no se deformara posteriormente.En la parte delantera de la estructura de fierro se agrego una extensión del mis-mo material de 94,7 cm de largo.

Existen dos tipos de fijación al muro la primera es la flange de fijación al arco que se pondrá por medio de hilos y la otra es a la que se fijaron las puntas de la tela. Estas flanges fueron puestas en el muro con perforaciones y tienen fierros estriados que se metieron en estas perforaciones con sikadur (pegamento que une fierro con cemento). La flange tiene una argolla de fierro donde se agarra el tensor de la punta.


La membrana tiene 6 unidades de tela, inicialmente se pensó de 4 partes pero estas no daban las curvas necesarias quedando las piezas de tela muy rígidas y tirantes.Es necesario pensar la membrana con varios puntos de tensión ya que si no se fija bien la tela en cuanto a tensión se forman bolsas, arrugas, etc.Esto puede afectar en cuanto a acumulación de agua lluvia, efectos del viento y estética general de la carpa.

(c) Tela

La membrana fue proyectada en un programa 3d compatible con Autocad, en este mismo se pueden obtener los panos que serán unidos posteriormente. Se trabajo con tela PVC que es resistente a el exterior, para unir los paños de tela se utilizo sellado electrónico.La cantidad de partes de la tela de la membrana queda determinada por la di-mensión en que viene el rollo de tela y la forma de la membrana.Si la membrana a construir es de forma irregular o con mas curvas salen mas partes de tela que van generando la curva.En este caso la tela se adapto de forma precisa al espacio donde se pondría considerando todas las paredes de el entorno y la estructura ya existente en el balcón. Ademas se construyo de manera abovedada para levantar la altura total de cubierta.

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a y b. Maqueta finalMaqueta hecha en cartón con base de madera por la tensión que produce la tela.

Para hacer la maqueta se debió modelar el toldo en Mpanel para poder sacar los distintos paños, se hizo la membrana en una lona poliéster. En cuanto al calculo de los paños se hace de acuerdo a las dimensiones de la tela en que se va a hacer, el toldo en general 1,50 de ancho tienen las telas.De esta manera pensando en hacer justas las medidas de acuerdo a los materiales se hace una primera maqueta que contempla el uso de cuatro unidades de tela, cua-tro paños que se unirán. Al desarrollar el modelo de cuatro paños nos encontramos frente a otra situación al ser tan pocos paños la membrana se deforma sin obtenerse la forma diseñada. Por esta razón se decide hacer un segundo modelo.

Se decide agregar màs paños a la membrana para ver si arroja distintos resultados, se genera el modelo de acuerdo al dibujo y se subdivide en 6 paños. Los resultados mejoran significativamente ya que la carpa se ajusta en todos los puntos estipulados a la maqueta, y las líneas de la tela no se deforman.

c) Maqueta final

a. Imagen del proceso de unión de los paños de la maqueta.b. Paños de la maqueta de la membrana una vez unidos.


a. Tela completa extendida antes de ser cortada.

b. Proceso de marcado punto a punto con lápiz pasta, se uso una plantilla de puntos guía para traspasar el plano.

c. Corte manual de la tela, esta tela presenta complicaciones para ser cortada por su peso y rigidez.

Al marcar la tela fue de vital importancia la precisión ya que en varias oportunida-des, al ser tantos puntos, alguna se salto uno y las puntas finales no calzaron uno quedo màs alto que otro. Después de marcar todos los puntos se trazo lineas entre ellos para dibujar la línea de borde de la tela. La tela fue marcada por dos personas en un lapso de 3 días, el marcado de un paño tomo aprox. dos horas incluyendo el corte.Después de tener todo el borde del paño marcado se trazo el borde completo, la medida de este borde depende de acuerdo a cada sector. En la parte màs alta de la carpa donde el borde lleva el tubo de aluminio se dejo 21cms de ancho para generar el bolsillo donde entrara el tubo. Los sectores que van entre paños son de 2cms ya la selladora necesita esta distancia para sellar ambos paños.

(a) MarcadoCon los moldes de la tela obtenidos en el programa es posible marcar la tela. Se imprimió el molde escala 1:10 cuadriculado cada 10 cm. con todas las medi-das también. Cada medida que hay en cuanto a las distancias de los puntos.Cada paño mide alrededor de 1.50 x 4 metros por lo que se hizo en un espacio amplio. De acuerdo al tipo de sellado con que se van a unir los paños la tela no puede ser marcada con lápiz grafito porque genera problemas en la maquina de sellado, así que se marca con lápiz pasta. Se cuadriculo la tela al igual que en la hoja impresa cada 10 cm, se pusieron los puntos iniciales de guía.

PROCESO CONSTRUCTIVO

(1) MEMBRANA

En los bordes de la carpa total por donde pasa el cable de acero de 6mm de diámetro se dejo una distancia de 4 cm.

(b) CorteSe cortó la tela con una tijera corriente para genero. Las complicaciones que presenta esta tela al ser cortada son la rigidez y el peso que tiene, ya que al ir cortando dos metros se comienza a hacer màs lento y difícil la faena.

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Se reforzó la tela en los sectores donde se haría mayores esfuerzos por la ten-sión de los cables, además de reforzar los puntos donde se puso las piezas de aluminio.Todo el borde que rodea la estructura de fierro también fue reforzado por las car-gas que pudiera recibir de los lados, en cualquier caso la membrana se abriría y el punto central podría romperse.El sellado de los refuerzos se tubo que hacer con el apoyo de una pletina de alu-minio entremedio de la prensa y la tela porque se sello entre dos bolsillos de tela que no debían ser cerrados entonces se pone la pletina que transmite la energía a la tela.

ii) Sellado de membranaLa tela sera sellada porque se cree que es una manera de unir los paños màs limpia y duradera que la costura común. por esto además se decide usar tela de PVC. Para que el sellado quedara correcto se hizo marcas en todo el borde que se-ñalaran donde debía ser fusionada la tela. La tela no puede ser sellada en tres capas, no pueden sellarse tres capas, cuando esto sucede se agloba el sellado, en los bordes aparecen pelotitas de plástico que se acumula.La maquina de sellado solo sella líneas rectas, por lo que sellar los paños del toldo presento complicaciones, tomar la curva en el sellado fue màs lento y deformo de alguna manera lo considerado. El borde por donde debía pasar el cable y el borde del tubo se vieron disminuidos en algunos puntos haciendo màs estrecho el bolsillo y dificultando el ingreso de los distintos elementos.

Detalle de refuerzos de telaEn todas las esquinas se reforzó con un paño de tela de la mis-ma forma que tenia y se sello en el borde uniendo los dos paños. Así las esquinas quedaron dobles para resistir los esfuerzos. En la imagen numero cuatro se puede apreciar como se apelotono el plástico en el borde del sellado.

Membrana de toldo en proceso de sellado, se debe doblar e varias partes para que la tela no vaya impidiendo el correcto sellado.


Estas piezas se construyeron en pletina de fierro de 100mm x 5mm. Se corta la pletina con la tronzadora dejando las piezas de 10 x 15cm. Posteriormente con el taladro de pedestal y una broca de copa se hace la perforación central donde se pondrá el tubo de aluminio. Después se agarro la pieza en el tornillo y con la galleta se corto el ángulo superior.Con otra pletina de 30mm x 3mm se hizo la forma curva que va en el interior del agujero de la pieza de fierro està se encarga de sostener el tubo de aluminio en posición disminuyendo el espacio de salida.

(a) AbrazaderasLa curva de esta pletina se genero con un tubo de fierro del radio que se quería dar a la pieza curvada. El tubo de fierro se fijo al tornillo y se fue adaptando la pletina a la forma del tubo que le otorgo la curva. La pieza sin la pletina interior fue galletea-da para dar la forma a las puntas y q la pletina se pudiera adaptar a esta. Entonces se soldó la pletina interior a la flange con el orificio. Para limpiar las terminaciones se galletea la soldadura.

(2) PIEZAS

Secuencia de construcción piezas de fierroa. Corte de fierro de 3mm.b. Placas de fierro con perforación inicial.c. Flanges con la forma más definida. d. Las flanges ya tienen las esquinas redon-deadas listas para ser soldadas.e. Abrazaderas después de ser soldadas.f. Abrazaderas pintadas con antioxidante.


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a. Placa posterior de abrazadera, por medio de esta se fija a la pared.b. Pieza de fijación de cable de acero por medio de tensión, el cable queda fijo en la hendidura solo por tensión.

En esta pieza sera fijada la abrazadera que sostendrá el tubo de aluminio.Estas flanges se fijaran a la pared por medio de unos hilos ya adosados a la pared. Entonces esta pieza se meterá en esos hilos y se apretara con tuercas.Para construir estas flanges se utilizo una pletina de fierro de 5mm x 100mm. Se per-foro con broca de 10mm en dos puntos por lado y se limo la parte central.La flange tiene las perforaciones de esta manera para permitir ajustar la pieza en la pared a medida que vaya tomando la curva en el arco posterior.Esta flange se soldó después a la abrazadera.

(C) Pieza de fijación en estructura de fierroPieza de pletina de 5mm x 100mm. Esta pieza es la que sujeta el cable de acero que pasara por delante. Se corta la pieza con la tronzador y galleta.

(b) Flange abrazadera Piezas de aluminio de 3mm. Estas piezas son las encargadas de prensar la tela en las puntas para agarrar desde estas un cable de acero que se encargara de tensar la tela. Se marco las piezas en el pedazo de aluminio de 3mm y posteriormente se corto las piezas con el taladro de pedestal se hizo las perforaciones, al hacerlas el borde de la perforación quedo aglobado con el residuo este lo sacamos con alicate.En el interior de la pieza va una goma q evitara que la pieza dañe la tela con el roce. Para hacer las perforaciones de todo se prenso cada pieza cerrada con sus cuatro partes. Hay dos tipos de perforaciones en las piezas unas son para prensar la pieza con tuercas y el otro es para pasar el cable de acero que se agarrara desde el muro a la pieza.

(d) Piezas de aluminio.

Secuencia de construcción piezas de aluminio.a. Corte de aluminio.b. Perforación de las piezas, se hacen los oyos con todas las partes que componen la pieza prensadas.c. Piezas terminadas, cada una tiene una forma particular de acuerdo a la esquina de la tela que corresponde.d. Pieza puesta en esquina de tela, previo al montaje total de la carpa.


(c)Fijaciòn de flanges con fierro estriado e hilosEl problema que presentaron esas cuatro perforaciones es que al querer poner los hilos o fierro estriado con el Sikadur aunque la perforación este húmeda solamente el Sikadur no se adhiere a la superficie.El Sikadur 31 es un adhesivo de alta resistencia entre fierro y concreto, se debe hacer una mezcla de dos compuestos y revolver durante 5 mtos. Después hay q aplicar en la superficie unir se debió tener especial atención en los hilos ya queno debía caer sikadur en su hilo porque el producto se seca y después es compli-cado sacarlo. Una vez puesto el Sikadur se debe esperar 24 horas antes de aplicar cargas sobre lo que se fijo.

(a) MarcadoSe marco en todo el borde del arco donde se perforaría para poner los hilos que sostendrían las flanges con abrazaderas. Para marcar la pared se tomo como medidas de referencia las de autocad y se imprimió un plano con todas estas.Entonces con un plomo, nivel y transportador se dio la orientación deseada a cada una de las pieza, ya que cada pieza va en un ángulo exacto.De igual manera se marco los puntos de las otras piezas con fierro estriado que van fijas en los muros. La profundidad en que se meten los fierros estriados es de 20 cm.

(b) PerforacionesSe perforo la pared con un taladro hilti las dimensiones de estas fueron mayores que las de los fierros estriados e hilos ya que se fijaron con Sikadur. Se presento una leve complicación en cuanto a las perforaciones ya que en cuatro de estas comenzó a caer agua, un hilo fino pero significativo. Tuvimos que esperar a que secaran lo que retraso un día.

(3) MONTAJE

Fijación de flanges a la pared.a. Pieza de fierro con Silka dur en hilos.b. Poniendo la flange en las perforaciones previamente hechas en la pared, estas ademas se llenaron con Silka dur.c. Pieza a medio poner, hubo que hacer bastan-te presión para que entrara.d. Pieza puesta, se debió esperar aprox. 24 horas para el secado total.

Marcadoa. Imagen del marcado en la pared, con lienza y nivel.b. Plano impreso desde Autocad para tomar las medidas de referencia para poner las piezas que sostendrían las abrazaderas del arco de la carpa.


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DETALLES DE MEMBRANA

a. Pieza de esquina y guardacabos en punta de cable de acero.b. Pieza esquina, de aluminio.c. Detalle del bolsillo de la membrana con tubo de aluminio en su interior.d. Membrana extendida en el suelo de la sala donde se le instalaron todas las piezas.

(d) MembranaDespués del montaje de las piezas de fierro que se fijo a la pared, se continuo con la membrana. La tela ya unida se convirtió en algo inmanejable, de grandes dimensio-nes y muy pesado.La tela en la parte posterior, la cual va fija a la pared, tiene un bolsillo en el que se introdujo el tubo de aluminio que posteriormente se puso en el interior de las piezas que ya se habían fijado a la pared. Inicialmente, por un error de calculos, el bolsillo quedo mas angosto de lo debido. Por mas que se trato de que entrara el tubo, nunca cupo. Fue por esto que se retraso el proceso y se debió cortar el bolsillo de la tela general, se hizo uno nuevo y se volvió a unir al total de la tela.

Una vez que se tubo la tela con el bolsillo se introdujo el tubo de aluminio, que co-menzó a dar forma a la tela, posteriormente se puso en las puntas de la tela las piezas de aluminio. Todas en su interior con goma para que no rajaran la tela.

Por todos los bordes de la membrana (menos el borde del tubo de aluminio) se paso cable de acero de 6mm de diámetro, esto para tensar la carpa. En las puntas de los cables de acero se puso guarda cabos.


(e)Montaje de la membranaTeniendo todas las piezas que van fijas a la membrana puestas, se llevo la tela ha-cia afuera y se puso en el tubo de aluminio todas las abrazaderas. Los diámetros de abrazaderas y el tubo de aluminio mas tela calzaban perfectamente.Las abrazaderas le agregaron bastante peso al total. Entre varios se levanto la membrana haciendo calzar las abrazaderas a los hilos que previamente se habían puesto en la pared con Silka dur.

Una vez puesta la parte posterior de la membrana, se tensan los cables y se fijan las puntas a las distintas paredes y a la estructura de metal.

Montaje de membranaa. Detalle de parte posterior de la membrana, con el tubo de aluminio y abrazaderas de fierro.b. Membrana fija a la pared a través de abraza-deras, toda la tela cuelga. Manto blanco.c. Apretando las tuercas de los hilos de las abrazaderas.

Montaje de membranaa. Vista inferior de abrazaderas.b. Sector derecho de la membrana, ca-ble de acero que sirve de tirante, para contrarrestar las posibles fuerzas que podría recibir la membrana por vientos. En este punto la membrana se fija en dos puntas.c. Vista total de la membrana antes de poner las piezas que le dan forma abovedada.


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Cada esquina o punta de la membrana fue fijada con una serie de piezas; pieza de aluminio (prensando la tela), cable de acero, bridas, tensador.Debe acotarse que cada esquina presenta la complicación de que la tela podría recogerse. Al tensar el cable que va por todo el borde de la membrana la tela co-menzaría a recogerse, por esto las puntas llevan dos vinculos a la pared o estructura; primero la del cable de acero del borde y posteriormente la de la pieza de aluminio que fija la tela sin que esta pueda devolverse.La tensión de los cables y la tela se hace por medio de los tensadores.

Piezasa. Detalle de pieza de fijación de la tela aca no existe regulación de ningún tipo, el vinculo que-da solo por la tensión de la membrana. De esto podemos inferir que el programa de proyección de la tela es preciso.b. Detalle de esquina posterior izquierda.

Piezasa. Detalle esquina delantera izquierda.b. Detalle esquina posterior derecha.Acotar que en estas dos esquinas todavía no se pone el cable de acero par que la tela no se recoja.c. Detalle de punto delantera, fijación de mem-brana y cable tensor inferior.


Imagen frontal de la carpa ya montadaSe ha cambiado el aspecto a la escuela con

este nuevo elemento. Este toldo sigue las lineas generales preexistentes, sin salir del espacio

donde queda emplazado.

Imagen tomada desde la esquina de la membra-na, todavia se estaban fijando las ultimas piezas de esta. Se puede ver los cables y tensores que conforman la membrana.


a) Pensamiento formal(2)Relación con el entorno

En cuanto a su relación con el entorno se toman como coordenadas iniciales el que la membrana se encuentre ubicada entre distintas edificaciones apareciendo las líneas principales. La esbeltez se toma como un valor fundamental en la forma, ya que no se quiere proponer elementos invasivos que cobren protagonismo en el espacio, sino que recojan valores comunes con el lugar para conformarse como un todo. De esta manera se trabajó con trazos simples en los pilares que solo demarquen un borde, el borde del espacio constituido por las membranas a través de la verticalidad que llega a transgredir las formas curvas horizontales. Porque es en las líneas más esenciales o elementales en las que queda revelada la levedad de la forma.

(3) Ubicación, sentido de la direccionalidad de emplazamientoEl sentido en que se direccionan los toldos tiene que ver directamente con la luz solar que afecta el lugar. La punta superior de los toldo apunta hacia el sur, dejando la mayor extensión de la carpa hacia el este y el oeste. Este espacio del terreno recibe la mayor cantidad de luz solar en la mañana, o sea de este a oeste. La posición del toldo busca cubrir la mayor cantidad de espacio sombra en la hora de mayor calor. Además de la cobertura de la sombra, la carpa busca aposarse en el terreno, por lo que se sigue la inclinación de este dentro de la diagonalidad.

(1) Geometría generalLa forma básica sobre la que se trabajo la forma de la carpa es la membrana doble curvatura. Esta membrana es generada por el desplazamiento de una parábola sobre una hipérbola. La tensión de las fuerzas se ejerce sobre 2 sentidos. Un ejemplo de la generación de esta forma sería: sobre una base cuadrada donde se levantan dos vértices en forma vertical generando un polígono fuera del plano. Así se genera una superficie de doble curvatura pero generada por rectas. Esta forma tiene varias ventajas como su alto valor estético, reducción de los tiempos de armado, cantidades de material y su escasa intervención del terreno. En el caso específico de las carpas de Curauma, la forma geométrica esta dada por 2 aspectos principales:

- Primero la necesidad de dar cuenta intencionada de la inclinación que tiene el terreno donde se emplazan las carpas. Los pilares de los vértices de más arriba son más largos que los inferiores, creando mayor diferencia de alturas y evidenciando la inclinación.

- Y segundo, alcanzar el mayor espacio posible de terreno a cubrir estirando las puntas a modo de escorpión. Esto se logra alargando las puntas de los vértices más elevados, extendiendo la forma de la tela y cubriendo más espacio de luz.

3. MEMBRANAS CURAUMA

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(1) Pensamiento ConstructivoEl pabellón cubre un área aprox. de 12 x 9m de extensión. La membrana de la cubierta se apoya en cuatro mástiles de acero, dos de estos tienen 7m de alto y los otros dos 6m, esta diferencia se debe a la pendiente de 8 grados del suelo. Esta suspendida por cables periféricos fijados en los bordes de la membrana, estos cables llevan las cargas desde la cubierta a los puntos nodales (esquinas) donde se encuentran con los pilares y los cables menores. La esquina se con-forma de una placa de acero de 32mm de espesor en forma de trapecio donde convergen los cables de borde de la membrana y las corres de borde encargadas de que la tela no se devuelva. La placa de acero se conecta a los pilares medi-ante dos piezas que permiten movimiento de la membrana en sentido vertical y horizontal.

El tensionado de la membrana se produce mediante al cable de acero de 32mm de diámetro sujeto a las orejas metálicas soldadas a la parte superior de los pilares. La construcción de la contra curva se genera mediante un tubo de acero de 50mm de diámetro y 3mm de espesor, que va en los bordes de la membrana a este se fija una pieza de acero de perfil cuadrado de 70mm x 3mm de espesor. Esta pieza se asienta en otro segmento que se encuentra fundado en el suelo con una zapata, este permite la regulación de la tensión mediante hilos y tuercas. Se ha pensado en piezas de acero porque una de las condiciones del encargo era que las piezas fueran resistentes y duraderas, que no se vieran expuestas a problemas de bandidaje. El detalle de esta explicación se muestra en la planimetría.

Al trabajar con membranas flexibles con una sola generatriz curva, esta tendera a deformarse con cada variación en el sistema de cargas. Es por esto, teniendo en cuenta que se trata de una estructura de tipo permanente, que se decide utilizar como sistema estabilizador darle una doble curvatura de signo opuesto y tensar sus bordes para que cada punto quede tensado en dos direcciones opuestas y por lo tanto en una posición rígida. Por lo que para generar la curva incial se trabaja con mástiles que construyen la altura inicial, y para la contra curva piezas laterales a cierta altura que además permiten regular la altura y tensión de la membrana.

b) Estructura


Vista general de la membrana proyectada para la sede de Curauma de la Universi-dad Católica de Valparaiso.Las dimensiones generales de esta membrana son 9m de ancho por 16m de largo.En el sector mas bajo tiene una altura de 3 metros. La condición luminica interior permite estar resguardado del sol pero con luz interior.


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DESPIECE GENERAL 1

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DESPIECE GENERAL1. Pieza de fijación de cables de acero desde la membrana a pilares.2. Pilares compuestos de fierro cuadrado 3mm.3. Vientos de cable de acero.4. Tensadores de cable de acero.5. Membrana de tela PVC.6. Piezas laterales pivoteantes.7. Pivotes de fierro, para regular el ángulo de inclinación del pilar.


Fijación LateralEsta pieza es la que genera la contra curva en la membrana, por lo que debe hacer mucha tensión en sentido contrario. Los pilares fijan la tela dando la altura, y estas dos pieza laterales determinan la forma y cie-rran la membrana. Es necesario que las partes generales tengan todas un margen de juego, con esto se hace referencia a que no pueden ser medidas y ángulos exactos sin ningún margen de adaptación. Por esto los pilares son pivoteantes al igual que las piezas laterales.

Las piezas laterales son pivoteantes en dos puntos; en primer lugar van fijas a la tela por medio de un bolsillo de tela reforzado el tubo de fierro superior va en el interior de este bolsillo por lo que es posible que la tela se adapte en el ángulo correcto. El otro punto pivoteante se encuentra en la fijación a la base de la pieza, en esta hay un vinculo de metal con un eje central que le permite movimiento horizontal.

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1. Vinculo entre tubo de fierro y fierro cua-drado.2. Tubo de fierro.3. Fierro cuadrado hueco.4. Hilos de fierro.5. Pieza pivoteante, que permite regular el ángulo de la pieza total.6. Bloque de cemento que fija esta pieza al suelo.

Detalle de piezaEsquina de vinculo entre fierro cuadrado soldado de 3mm, y tubo de fierro. El vinculo es a través de tuercas.

1

Ademas por el modo de vinculo que se proyecto entre la pieza generaly la base, por medio de hilos de fierro, es posible modificar la distancia de separación.

Detalle de piezaFijacion lateral que permite regular el angulo de llegada de la tela.


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Membrana

La membrana fue proyectada en un programa 3d compatible con Autocad, en este mismo se pueden obtener los paños que serán unidos posteriormente. Se proyec-to la membrana considerando que se usara tela PVC.Esta membrana solo se proyecto nunca se construyo por lo que la tela que se pre-senta en esta imagen no considera el ancho en el que viene el rollo de tela.Son ocho paños proyectados de manera transversal. Los paños se ven curvos por la doble curvatura que generan. Esta membrana se construyo de la misma manera que las otras con el programa Mpanel compatible con AutoCad.


Maqueta FinalEste modelo fue construido a escala 1:25.Se ocuparon los moldes obtenidos en el programa Mpanel para cortar la tela de PVC posteriormente esta fue sellada, trabajo complejo ya que la membrana tiene muchas curvas. La estructura fue hecha con tubos de aluminio.Se dejo los mismos puntos pivoteantes para generar la tensión por medio de la tela y los cables de acero. Por todo el borde de la membrana se puso cable de acero que es tensado desde los pilares. Trabajando la tela a esta escala no se obtienen los mismos resultados, ya que los pilares, cables de acero, piezas, etc. aplican una fuerza menor a la requerida para tensar la tela.

MAQUETA FINAL

ESCALA 1:25


- 125 -

MAQUETA DE EMPLAZAMIENTO

ESCALA 1:75


Esta maqueta es del emplazamiento de las membranas en el patio de la sede Curauma. Es una maqueta de aproximación a lo que seria la orientación de las membranas, la distancia entre ellas y la relación con el entorno.Ya que se plantean como elementos que no intervengan el espacio en gran medida pero que se apropien de este.

Es posible identificar que el desarrollo teórico y constructivo acumulado hasta hoy, proporciona una base sólida en relación a la evolución de este tipo de construccio-nes, dando como resultado una propuesta técnica y material consistente.

En relación al trabajo de maquetas y modelos a escala, podemos decir que se puede establecer una relación entre los moldes de la tela, y su proyección a escala real; esto no ocurre, con los elementos tensadores, como cables, piezas de tensión, etc., con ellas no es posible llegar a una aproximación cierta de la realidad, dado que el esfuerzo y las cargas a las que serán sometidas, no son replicables a escala.

El trabajo con textiles propone consideraciones diferentes, en cuanto a la falta de estructuración y consistencia de éste. La experiencia más frecuente, se realiza con materiales rígidos, con cualidades de autosoporte. En oposición, la tela debe ser estructurada por elementos externos, y esta estructuración se traduce en una tensión total de ésta.

La proyección de membranas tensadas permitió tener una experiencia concreta con otro tipo de programas 3D, ya que los utilizados habitualmente están orientados a proyectar materiales sólidos. Esta experiencia demandó el uso de programas de dibujo textil.

La proyección de las membranas en programas de dibujo textil en 3D, resultó ser muy eficiente, en cuanto a la equivalencia de los moldes a escala, al llevarlos a di-

mensiones reales en tela.

El montaje de la membrana supone un desafío importante en cuanto a la exigencia que implica el ensamblaje entre los elementos soportantes, tensadores y la tela.

De acuerdo a la experiencia realizada, es posible considerar la instalación de mem-branas en diversos entornos, sin que constituya una limitación la forma, las dimen-siones o el relieve del terreno, sin embargo es necesario considerar estudios climá-ticos y aerodinámicos que permitan establecer la carga a la que estará sometida la membrana.

Si bien existe poco conocimiento de este tipo de construcciones en nuestro país, es posible acceder a materiales que permitan la construcción de membranas.

La utilización de membranas flexibles, constituye una excelente alternativa, para el aprovechamiento de espacios devaluados, dentro de una construcción mayor

Las membranas textiles, siguen siendo percibidas como elementos para usos transi-torios, obviándose sus condiciones de perdurabilidad a largo plazo.

Cabe señalar, que aparte de su flexibilidad en el uso, una de las grandes cualidades de las membranas textiles, se relaciona con su aporte en la imagen corporativa, otorgando un distingo, especialmente cuando el espacio está destinado al uso co-mercial.

De acuerdo a la experiencia realizada, no es posible afirmar que actualmente las membranas constituyan una alternativa de bajo costo.

CONCLUSIONES

Capítulo 5Planimetrías

- 131 -

PLANIMETRÍAS capítulo 5


Vista isométrica

Vista frontal

1.Membrana de ArmadoRitoque, Ciudad Abierta


- 133 -

Vista superior

Vista lateral


2.Membrana Balcón AlveoloViña del Mar, Escuela Arquitectura y Diseño PUCV

Vista isométrica Vista lateral

290

180

294


- 135 -

Vista frontal

Vista superior

450

685

729

110

180

290

100

275


15

1,5

3,5

9,5

3,5

23

1,5

2

2,51,75 0,75

3,5 3 3,5

6

2,5

6

0,5 7.5

Membrana BalcónViña del Mar, Escuela Arquitectura y Diseño PUCV

Vista isométrica

Vista frontal

Vista superior

Vista lateral



260

277

18

10793

14

Vista isométrica Vista lateral

MEMBRANA


- 139 -

453 24 200

678

276

100

159

18

26

228

23

Vista frontal

Vista superior



CORTES DE TELA


- 141 -


3.Membranas CuraumaValparaiso, campus Curauma PUCV.

Vista isométrica

Vista frontal

580

776

438

1140

1140

580

438

776


- 143 -

Vista superior

Vista lateral740

1395

1840

347

171º

347

667

1395740

1618

1832

455

900 1180



Vista superior

Membranas CuraumaValparaiso, campus Curauma PUCV.

PILARES

Vista isométrica


- 145 -

83°

699677

14°

85°74°

711

697


Vista superior

75°Ø10

Vista isométrica


40400421

40

227

262

Ø1358

204

251

185

60

170

Vista frontalVista lateral

Vista superior


PIEZAS

Vista isométrica


- 147 -

70

4

11

11

28

96 6

55

R1

22

Vista frontal Vista superior

Vista inferior Vista lateral


464,3

897,6


MEMBRANA

Vista isométrica

Vista frontal


- 149 -

403

1481,4

802,3

478,6602,9

897,6

437,2

464,3

399,6

400

Vista superior

Vista lateral

- 151 -

ANEXOS capítulo 5

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Membranas Tensadas

Puntos altos atirantado alto atirantado bajo apoyado continuo apoyado y abertura puntos altos mastilinterior

ptos. altos mastil exterior

ptos. bajos empujados

Esquinas recortada esquina doble cable continuo 1 esquina con cojinete

esquina doble

DETALLES CONSTRUCTIVOS

Capítulo 6Anexos

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Puntos altos

Punto alto atirantado, formado por un aro rígido metálico internamente rigidizado con unos perfiles de forma radial se le une la membrana de poliester con PVC a través de una plancha metálica atornil-lada. El sistema se tensión es a través de unos elemen-tos colgantes que parten del aro central del co-noide y van a buscar la estructura de soporte que se encuentra a los extremos del conoide

Este sistema presenta la ventaja de que no es necesario para un mastil central para producir el punto alto del conoide logrando internamente un espacio libre.

Proyecto: Cubierta Lord´s Cricket Ground.Mount Stand. LondonArquitecto: Michael HopkinsIngeniería:Ove Arup & PartnersAño:1987Tipo de Membrana:Poliester con PVC

Proyecto: Paraguas Taquilla de EntradaMillennium Dome. LondresArquitecto: Richard Rogers Partnership Ingeniería:Buro Happold. BathAño:2000Tipo de Membrana:Poliester con PVC

Detalles constructivos

Atirantado altoAtirantado bajo

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Membranas Tensadas

Punto alto conformado por una sombrilla, un mas-til central y una pieza terminal con menacismo de tension y unión a los soportes. La sombrilla pre-siona en la membrana de poliester con PVC, per-mitiendo que la membrana sea continua.1.La sombrilla esta soportada por un sistema de cuatro (4) cables tensados. Estas sombrillas se encuentran ubicadas en el medio del espacio cu-briendo una luz 6 m aproximadamente.

Este sistema presenta la ventaja de poder utilizar las membranas de manera continua y sin abertu-ras lo que se traduce en una continuidad espacial reforzada por la capacidad traslúcida de la tela.

2 .SombrillaEsta sombrilla esta compuesta por seis (6) brazos de aluminio que cuentan con un remate en plan-cha de alumino para evitar el corte por desgarro de la tela sobre la pieza soporte, estos brazos se unen a un elemento central que a su vez cuenta con la llegada del mastil central3. Pieza terminal con mecanismo de tension:Esta pieza esta conformada por unos cilindros metálicos en cuyos extremos se encuentran unas planchas para unirse a los terminales de los ca-bles de soporte. Estos cilindros entran en una pie-za maquinada que a su vez se atornilla a una barra roscada que define el sistema de tension y que entra de manera telescópica al mastil central.

El punto alto con mástil interior está formado por un anillo metálico rígido (7) al cual se sujeta la mem-brana de poliester revestida en PVC (8) a través de segmentos de planchuela de acero rolada y perfo-rada (9) y bulones de fijación (10). Sobre el anillo van soldadas unas orejas metálicas (6) donde se sujetan los grilletes y cables de sujeción de acero inoxidable (3) que provienen de las piezas de su-jeción (2) que se encuentran en la parte superior del mástil. El mástil interior es un tubo de acero de sección circular de 254mm de diám. (4) y 7mm de espesor de pared. El conoide de membrana que materializa el cierre y el encuentro con el mástil en el punto superior se sujeta por medio de una brida (5) ajustada por un par de bulones.

Proyecto:Cubierta Lord´s Cricket Ground Mound Stand - LondresAño:1987Tipo de Membrana:Poliester recubierta con PVC

Puntos altosPunto alto continuo

puntos altos mastilinterior

Capítulo 6Anexos

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Unión tela-cabezalEsta unión esta formada por un aro de D=12.7 mm, al cual le llegan seis (6) tubos inclinados que lo sostiene, a su vez de este aro parten seis piezas que soportan el paragua de remate del cono.el borde de la tela se compone de una línea circu-lar formada por un dobladillo de la misma tela y un cable interno.Si bien esta unión con tubo presenta la ventaja de no tener aristas, con lo que se evita que por rozami-ento la tela se rasgue, tiene el inconveniente de su fijación, dado que este siempre será tangente a la curva de la cara del tubo, por lo tanto tendrá que fijarse por puntos que soportarán la tensión de la tela pudiendo presentarse rasgadura.

2 Pieza de ramificaciónEsta pieza de acero fundido recibe, por su parte inferior al pilar de acero a través de una hembra roscada y por la parte superior de la pieza recibe a seis tubulares de D=60.3 mm, a su vez, cuenta con el ángulo de inclinación necesario para irse a encontrar con el aro metálico. Con el diseño de esta pieza se asegura que el án-gulo de inclinación sea constante y que no hayan desequilibrios en la repartición de la carga por cam-bios de ángulos en los conoides, por otra parte, esta muy bien dimensionada por lo que aprovecha para disminuir la sección de los tubulares ramifica-dos que van a encontrase con el aro metálico.

Terminal del mástil

Esta pieza cuenta con un mecanismo telescópico de ajuste para controlar la altura del pilar. En su extremo inferior cuenta con cuatro planchas para recibir a los conectores de horquilla abierta con cable prensado y que estabiliza todo el sistema estructural para que el pilar quede suspendido a la altura correspondiente.Este sistema de regulación tiene la ventaja que puede absorver las variaciones que se presenten en cada cono de manera individual sin compro-meter el ángulo necesario para que los tensores puedan mantener el equilibrio de cada cono.

Proyecto: Cubierta Estacionamiento de la Oficina Municipal de Tratamiento de Desperdicios. AlemaniaArquitecto: Ackermann and PartnersArea:8.400m2Tipo de Membrana:Fibra de vidrio con PTFE espesor: 1mmPilar: Elemento tubular de acero suspendido por cables

Punto apoyado con obertura

Puntos altos

pico n su para con

ema a la

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Membranas Tensadas

Inscrito dentro de un círculo de 28m de diám., la pajarera está dividida en dos partes simétricas por un sendero peatonal. La estructura está suspendida de dos mástiles que permanecen fuera de los recintos y no inhiben el vuelo de los pájaros.

Cada uno de estos mástiles se realizó con un tubo metálico de sección circular de 323mm de diám.(12) que tiene como remate una sección en “H” formada por chapas metálicas soldadas (11) donde converge el cable de resistencia entre cabeza de mástiles (10). El elemento conector entre la membrana y la cabeza de mástil que permite el tensionado de la misma se constituye de una serie de piezas en su totalidad que cumplen una función específica.

Dos placas metálicas asimetricas (4) en forma de “A” de 15mm de espesor se vinculan entre sí por medio de piezas de reducción o bujes (6). Soldada a una de estas placas metálicas se dispone una pieza semi circular perforada donde convergen los cables de suspensión de la malla que van de 7 a 10mm de diám. respectivamente (9). Los elementos principales de borde de la malla son dos cables de acero inoxidable, uno de 14mm de diám. (7) del lado más corto, y otro de 19mm de diám. del lado más largo (8) que se sujetan a las placas metálicas mediante grilletes de acero inoxidable. Entre ambas placas se ubica una pieza de acero de 150/150/122mm (2) que actúa de pivot entre el mástil y el elemento de tensionado de la membrana. Esta pieza tiene una perforación para permitir el paso de la varilla roscada regulable (1).

Punto alto con mastil exterior

Proyecto:Aviary in Parc Floral, OrleansArquitectura:Architekten & Tragwerksplanung - RFR, ParisIngenieria:Peter Hepple, LondresAño: 1988Tipo de Membrana:Malla de alambre de acero inoxidable

Puntos altos

Capítulo 6Anexos

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Este tipo de esquina se caracteriza por por la ausencia de la esquina, es un espacio vaciodefi-nido por una abertura en forma radial conectada a la estructura de soporte a través de un sistema de tensores ubicados siguiendo la forma radial de la esquina.

La membrana termina con un perímetro curvo que esta reforzado con una planchas metálicas atornil-ladas al cual le llegan 4 tensores que parten de la estructura de soporte a compresión (mástil).

Este tipo de esquina pueden utilizarse en aquel-los casos donde el refuerzo es de gran dimensión pero presenta el inconveniente de encarecer los costos de la cubierta, ya que necesita de mecanis-mos de sujeción como tensores y ganchos

Proyecto:Centro de Eventos y exhibiciones en EdimburgoArquitecto:Michael Hopkins & PartnersIngeniería:Ove Arup and Partners.Membrana:Fibra de Vidrio con protector PTFE

Este tipo de esquina se caracteriza porque se con-forma de dos partes: 1- una para sujetar la mem-brana exterior2- otra para sujetar la membrana interior. Ambas membranas llegan al mecanismo de anclaje y soporte a través de dos tensores de borde regulables (5-6). El tensionado de la mem-brana exterior se realiza a traves de los tensores de borde regulables que convergen a una pieza angular soldada (7) mientras que en la membrana interior se realiza mediante una pieza de estirami-ento soldada (10).

Ambas piezas se sujetan en un caballete externo a la esquina por medio de dos piezas especiales.

Obra:Teatro Móvil para el “Buddy Holly Musical” Puerto St. Pauli - Hamburgo - AlemaniaProyecto General:Urban Project GmbH, Klaus LatuskeProyecto Membrana:I.P.L Ingenieurplanung Leichtbau GmbHEstructura:Estructura portante principal y membrana, I.P.L Ingenieurplanung LeichtbauSup. cubierta: 5000 m2Año: 1994Membrana:Fibra de Vidrio recubierta con PVC

EsquinasEsquina recortada

o

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Membranas Tensadas

El pabellón cubre un área aprox. de 50x100m de extensión. En uno de sus límites está cortado en forma semi-circular alrededor de una plazoleta ex-istente. Todos los componentes fueron estandarizados para facilitar el ensamblaje y desmontaje rápido de esta estructura temporal. Una de las condi-ciones del encargo era que la superficie del sitio no fuera afectada por los subsiguientes trabajos de construcción. Unos 5000m2 de tejido (mem-brana) fueron soldados para formar la cubierta prensada. La membrana tiene 1,1mm de espesor, y esta hecha de fibras de alta resistencia y tiene una superficie de autolimpieza. La membrana de la cubierta se apoya en 5 mástiles de acero de 22m de alto y está suspendida por cables periféri-cos fijados en las hojas de la membrana, estos cables llevan las cargas desde la cubierta a pun-tos nodales (esquinas) donde se encuentran con las columnas y cables menores. Las conexiones flexibles permiten a la “piel” de la cubierta cambiar de forma, particularmente durante la fase del en-samblaje.

La esquina propiamente dicha, se conforma de una placa de acero de 32mm de espesor en forma de “alas de mariposa” (8) donde convergen los ca-bles de borde de la membrana (5) y las correas de borde (6) y el cable que genera la limahoya (4) con sus correspondientes correas. La placa de acero se conecta al mástil (1) mediante una bola de acero de 80mm de diám. (9) que se encastra en un segmento de esfera (cojinete) (7) soldada al mástil. El tensionado de la membrana se produce mediante el cable de acero de 32mm de diám. (2) sujeto a la oreja metálica (3) soldada a la parte superior del mástil.

Este mecanismo se encuentra conformado por:

1- Barra de sección circular en forma de U, que finaliza en un cabezal redondeado, para proteger la tela del desgarro. Esta barra está unida a la estructura a través de una articulación.

2- Planchas sándwich con cilindros. Conectan la membrana a la barra en U.Un sistema de tuerca y contratuerca en los ex-tremos del cilindro permite la regulación de las tensiones. El cable de borde, en este caso es del tipo pasante.

3- Articulación que conecta la barra en U con la estructura. Está conformada por un pasador metálico, y dos pletinas perforadas. Esta articu-lación tiene libertad en uno de sus ejes.

Se trata de un mecanismo regulable de facil mon-taje.

Proyecto: M&G Ricerche Research Laboratory Venafro Italia.Arquitecto: Samyn & partners, Bruselas.Tipo de Membrana:Poliester con PVCAño: 1989-1991

Esquinascable continuo 1 esquina con

cojinete

Proyecto:Exhibition Pavilion in FrankfurtArquitectura:Sobek & Rieger, StuttgartIngenieria:David Wakefield, BathSuperficie: 5000 m2 aprox.Tipo de Membrana:Poliester recubierta con PVCFuente:DETAIL Nº8 - 1996

Colofón

Esta carpeta fue editada e impresa por la alumna de diseño industrial, Valentina Quivira Catalan. Se diagramó en Adobe InDesing CS3, las imágenes se editaron en Photoshop CS3 e Illustrator CS3 y los planos en AutoCad 2007. Fue impresa en papel Couche 130gr en un formato de 20 x 28 cms. en una impresora Láser.Las tipografías utilizadas fueron Helvetica Neue en tamaños: 6 - 55 Roman, 12 - 55 Roman, 9 – 45 light.

Esta carpeta se terminó en septiembre del 2009.

e.[ad]Escuela de Arquitectura y DiseñoPontificia Universidad Catolica de Valparaiso

2009

quivira catalán, valentinaopac.pucv.cl/pucv_txt/txt-5500/uch5766_01.pdf · a través de la...

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