INDICE

INTRODUCCION

A continuación, realizaremos una apreciación de algunas estructuras especiales diseñadas por distintos arquitectos y sus diferentes maneras de ver la relación estructura-medio ambiente.

Finalmente veremos algunas conclusiones en relación a las estructuras especiales.

OBJETIVO

Familiarizarse con estructuras especiales de ingeniería civil, entendiéndose por aquellas estructuras que son complejas o no convencionales

ESTADIO OLIMPICO DE MUNICH

1.-Datos generales:

Localidad Munich, Alemania Tipología Estructura de malla de cables pretensados Responsabilidad Diseño conceptual, Proyecto de ejecución, Supervisión de obra (con Leonhardt und Andrä) Arquitecto Behnisch und Partner, Stuttgart; Frei Otto, Stuttgart

2.- Uso de la estructura:

Además de los edificios que cubre la membrana, hay una serie de volúmenes también cubiertos por la superficie suspendida que son utilizados como espacios flexibles para stands, utilizados durante los juegos o en cualquier otro evento.

3.- Criterio de análisis y diseño:

Frei Otto realizó un estudio de las similitudes, entre la tecnología animal y la humana, centrándose en el diseño de mallas de acero pretensadas, a similitud de la redes de los insectos. Lo que más le llamo la atención, dedicándole mucho de su tiempo, fue el sistema que usaban las arañas para poder atrapar su alimento, las telarañas, encontrando en ellas leyes físicas de minimización superficial debido a su elasticidad y diseño de trazado, considerárselas como verdaderos mecanismos en miniatura, estas características le permiten absorber los impactos y contrarrestar los esfuerzos producidos por el viento o soportes flexibles.

4.- Materiales:Fueron necesarios grandes tubos y cables de acero para levantar y mantener en el aire la estructura sobre la que se apoyaría la cubierta transparente. Los cables variaban entre los 65 y los 400 metros de largoCubierta: El cerramiento de la estructura consiste en una lámina de poliéster revestida de PVC, de 2,9 x 29 m y 4 mm de espesor. Para evitar deformaciones a causa de la temperatura, descansa sobre válvulas de neopreno. Pese a que se resolvieron grandes problemas técnicos, no fue posible solucionar completamente el aislamiento térmico

5.- Clasificación de sistemas estructurales:

1. Sistema de Forma Activa: Estructuras que trabajan a tracción o compresión simples. Cables y Arcos 2. Sistemas de Vector Activo: Estructuras en estados simultáneos de esfuerzos de tracción y compresión. Cerchas planas y espaciales 3. Sistemas de Masa Activa: Estructuras que trabajan a flexión. Vigas, Dinteles, Pilares y Pórticos 4. Sistemas de Superficie Activa: Estructuras en estado de tensión superficial. Placas, Membranas y Cáscaras

Fig 1.Materiales usados en la construcción del estadio Olímpico de Múnich

Fig 2.Sistemas estructurales del estadio Olímpico de Múnich

BIOSFERA DE MONTREAL

1.- Datos generales:

La biosfera es un museo de Environment Canadá en Montreal dedicado al agua y el medio ambiente. Se sitúa en la île Sainte-Hélène, en el antiguo pabellón de los Estados Unidos de la Expo 67.

La concepción de la Biosfera es obra de Richard Buckminster Fuller.

2.- Criterio de análisis y diseño

La arquitectura, en este modelo, fue pensada para existir en estrecho contacto entre la humanidad y la naturaleza, jugando el papel más importante de la civilización en la elevación del estado de la humanidad y promoviendo su gestión responsable del medio ambiente. Al salir de la positividad ética del modernismo de la posguerra, esta perspectiva melodista marca quizás el cenit de ascenso de optimismo en el pensamiento de mediados del siglo XX, y se entregó a Fuller un anteproyecto único moral por parte de sus diseños revolucionarios.

3.- Criterios de modelación

Geométricamente, la cúpula es un icosaedro, una forma de 20 caras formada por la intercalación de pentágonos en una rejilla hexagonal. Sin embargo, la claridad de esta forma se ofusca por la fragmentación de sus caras, que se subdividen en una serie de triángulos equiláteros con distorsiones menores que inclinan las secciones planas individuales en conchas. Como resultado, la composición total de la cúpula es sustancialmente más esférica que un simple icosaedro, y las unidades más pequeñas crean una complejidad visual deslumbrante a través de pura repetitividad.

4.- Materiales.

Esta estructura de tipo reticular se creó enteramente de tubos de acero de tres pulgadas, soldados en las articulaciones y adelgazamientos suaves hacia la parte superior de la estructura con el fin de distribuir de manera óptima las fuerzas de todo el sistema.

Fig 3.Modelo de la Biosfera de Montreal

Fig 4.articulaciones soldadas

TURNING TORSO

1.- Datos generales.

El edificio residencial Turning Torso, ubicado en Malmo, Suecia, es una de las obras emblemáticas de Santiago Calatrava. El edificio más alto de Escandinavia fue también un gran reto para el arquitecto-ingeniero español, ya que fue su primer rascacielos y su primer edificio de viviendas.

2.- Criterio de modelación.

La torre se compone de 147 departamentos organizados en 54 niveles y agrupados en 9 bloques. Cada uno estos "cubos" -que en realidad tienen la planta en forma de un pentágono irregular- va girando en su orientación, que varía 90 grados entre el primer y el  último cubo, y se separan entre sí por una bruña que les da mayor sensación de ligereza.

Fig 5.Pentagonos regulares en el Turning Torso

Para dramatizar el efecto visual de la torsión, cada una de las paredes se encuentra ligeramente inclinada con respecto a la vertical y describe una superficie ligeramente curva. Este detalle consigue un efecto doble, ya que a lo lejos permite ver a la estructura como una columna vertebral en plena tensión, y de cerca ofrece visuales dramáticas dando la sensación de estar mirando una montaña rusa. 

La composición se asienta sobre una base de dos pisos que contiene espacios comerciales, y que descansa sobre un espejo de agua, en un gesto que pretende dar la impresión de que el edificio vaya a levitar sobre el suelo. 

Finalmente, se aloja en una sala de conferencias en el piso 53 y 54 con espectaculares vistas panorámicas. Un volumen cilíndrico remata el edificio, evocando de alguna forma, los elementos de las columnas clásicas: basa, fuste y capitel.  

3.- cargas actuantes.

Para contrarrestar el empuje de los vientos en esta zona tan sententrional y vecina al mar, una columna acompaña el desarrollo de la torre, coadyuvada por unas vigas de arriostre a manera de exoesqueleto

Fig 6.Base del Turning Torso

Fig 7.Cima del Turning Torso

4.- materiales y proceso constructivo.

El núcleo estructural conformado por el tubo de concreto fue hecho mediante la tecnología de ACS o Automatic Climbig Structure, un mecanismo en forma de molde que permite el vaciado del concreto para lograr el tubo central del edificio, y posteriormente, se mueve hidráulicamente al siguiente nivel.

La clave de la construcción fue la prefabricación. Al tubo de concreto que se iba realizando, se iban anclando unas plataformas construidas en tierra, izadas e instaladas in situ, para posteriormente vaciarles el concreto.

Similar tarea supuso la construcción de la columna que asciende espiralmente y que fue soldada por partes para luego ser vaciada piso por piso.

Mediante este sistema pudo levantarse el casco a un promedio de un piso por semana, aunque a veces este ritmo tuvo que ser alterado por las condiciones del viento.

Finalmente, los 2800 paneles de aluminio que conforman la fachada, que varían ligeramente en inclinación, también fueron prefabricados e instalados precisamente en su respectivo lugar.

Fig 8.Nucleo del Turning Torso

Fig 9.Materiales prefabricados

REICHSTAG DOME

1.-Datos generales

La cúpula del Reichstag es una cúpula de vidrio construida en lo alto del edificio del Reichstag en Berlín(Alemania). Fue diseñada por el arquitecto Norman Foster e intenta simbolizar la Reunificación alemana. La distintiva apariencia de la cúpula hacen que sea un prominente punto de referencia en Berlín.

2.- Criterio de análisis y diseño.

El domo de cristal fue diseñado con la intención de ayudar al medio ambiente teniendo una excelente eficiencia energética, contando con un sistema de control de la temperatura que como función principal implica el uso de la luz del día, que brilla a través de un cono de espejos aplicando luz a casi todos los espacios interiores, disminuyendo efectivamente las emisiones de carbono de la construcción, así también por medio de un sistema de conductos de agua al interior de esta estructura cónica revestida de espejos , lo cual refresca el ambiente en verano, si nos damos cuenta la arquitectura de esta construcción es tanto funcional como estética.

Este cono de espejo en el centro de la cúpula dirige la luz solar en el edificio, y para que los visitantes puedan ver el funcionamiento de la cámara. La cúpula está abierta al público y se puede llegar subiendo por dos rampas de acero, la espiral de rampas que son una reminiscencia de una doble hélice.

3.- Uso de la estructura,

La cúpula juega un papel importante en el sistema de ventilación, ya que extrae el aire caliente hacia arriba, mientras que los ventiladores reciclan la energía del aire de

desecho. Por consiguiente, la cúpula es no sólo un elemento distintivo de la composición arquitectónica, sino también un dispositivo importante de energía y de alumbrado.

4.- Estructura.

Apoyado por 12 columnas de hormigón armado, la estructura tiene un diámetro de 40 metros, una altura de 23,5 metros y un peso total de 1.200 toneladas. El tronco de cono, lo que hace "escultura de luz" tiene una base inferior de 2,5 metros, mientras que la parte superior mide 16 metros. Está dotado, además, una pantalla móvil que se mueve para evitar la penetración de calor y luz solar directa.

Fig 10.Materiales prefabricados

Fig 11.Columna que sostiene el Reichstag Dome

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA:

http://textos.pucp.edu.pe/pdf/1397.pdfhttp://www.archdaily.pe/pe/758384/clasicos-de-arquitectura-biosfera-de-montreal-buckminster-fullerhttp://moleskinearquitectonico.blogspot.com/2012/10/santiago-calatrava-turning-torso.htmlhttp://arquitecturahigh-tech.blogspot.com/