Sistemas de construccion reto 4

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

SISTEMAS DE CONSTRUCCION Y ESTIMACION Profesor: Daniel Nadal Huertas

SERPENTINE GALLERY PAVILION 2005 ALVARO SIZA

RETO 04: ESTRUCTURAS ALTERNATIVAS

ORIANA FAJARDO GUNTARAS KATHERINE GONZALEZ MONTENEGRO

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201729473 201614697

Indice

1.

Informe pabellón Alvaro Liza 2005……………………………………… 1- 12 1.1 Introducción…………………………………….………. 3 1.2 Espacialidad y Estructura…………………..…….…. 4 - 6 1.3 Construcción y Presupuesto……………….………… 7 - 9 1.4 Informe De Estudio ………….…………………… 10 - 12

2. Informe de roles………………………………………………..………… 13 - 14 2.1 Arquitecto Diseñador………………………………….. 13 2.2 Ingeniero Estructural…………………………………… 14 3.

Bibliografía……………………………….………………………………… 15

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Introducción La Serpentine Gallery, abrió sus puertas el 1 de mayo de 1970 en los jardines de Kensington en Londres, Inglaterra. Desde un principio el antiguo pabellón de té se utilizó como un espacio en donde los artistas emergentes del Reino Unido y países aledaños de la época podrían mostrar sus trabajos al público. Después, en el año 2000, la comisión de la Serpentine Gallery Pavillion, se estableció allí, transformando los espacios designados para la experimentación arquitectónica y espacial. Cada año, la comisión de la Serpentine Gallery, otorga la oportunidad a un arquitecto emergente y/o reconocido de presentar su trabajo. Álvaro Siza y Eduardo Souto de Moura arquitectos portugueses, se unieron para diseñar el pabellón del año 2005 junto con el ingeniero Cecil Balmond. Para el desarrollo del pabellón se tuvieron en cuenta diversos criterios, tales como la relación de éste con la galería neoclásica previamente construida que estaba relacionada con la estructura arbórea y el paisaje cercano.

Figura 1: Pabellón frente al contexto de la Galeria Neoclásica.

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Espacialidad y Estructura La estructura consistía en un gran toldo de madera, que se basaba en una cuadrícula rectangular simple, cuyo armazón pudiese sostenerse sin columnas. Esta forma geométrica, finalmente se distorsionó y deformó generando curvas en el proyecto, para que el pabellón generara una forma ovalada y no tan ortogonal.

“Alterar la cuadrícula para crear una forma más variada hace que el dosel sea mucho más difícil de construir” (Peyton Jones)

Figura 2: Boceto Alvaro Siza Pabellón.

Figura 3: Boceto Alvaro Siza Pabellón.

A partir a estos parámetros expuestos anteriormente, esta forma tan particular la cual permitía que el pabellón se fusionara con su entorno se originó gracias al el concepto de Genus Losi, un espíritu protector, que se refiere a lo que muchas personas han comparado con un animal que aguarda a sorprender, un animal al acecho. De esta manera, se hace alusión a la forma orgánica de este proyecto mediante volúmenes fluidos que mantienen la conexión con el paisaje.

El concepto de generar una superficie curva se da a partir de la media elipse la cual se forma a partir de dos ejes entrelazados frente al edificio principal de la galería, la deformación de la rejilla es la consecuencia a la posición de la arborización que rodea el área establecida para el pabellón y así el pabellón se destaca por ser una estructura versátil que adopta el recubrimiento del espacio mediante su forma celosía ondulante.

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Proceso de Diseño

1. Se basan a partir de una malla estructural ortogonal.

2. A partir de sus vértices se extiende el entramado para adaptar su forma.

3. Se deforman las líneas estructurales generando un movimiento.

4. Se parte la estructura para cubrir el espacio en ángulos rectos .

5. El sistema de apoyo es planteado a partir de un soporte metálico.

6. La superposición de elementos en forma de cruz genera movimiento en la forma.

Figura 4: Descripción Diseño del Pabellón.

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Su armazón está hecho completamente de madera; para ello se utilizaron 427 vigas entrelazadas y deformadas para construir el toldo, y de hecho fue la primera vez que se utilizó este material como material estructural para la construcción de un pabellón. Además de estar rellena de 348 paneles de policarbotando de un espesor de 5mm, que se integran con un sistema de luz solar.

La estructura también consta de lámparas cilíndricas en cada uno de los paneles, que funcionalmente permiten la entrada de luz natural a través de los paneles de policarbonato que fueron establecidos en cada uno de los huecos de la rejilla. A demás de esto, estéticamente, estas lámparas dan la impresión de que la estructura consta de objetos en forma de punta que sobresalen hacia el exterior.

Paneles Policarbonato

Armazón de Madera Lamparas cilíndricas

Figura 5: Fotografia Pabellón Lateral.

Figura 6: Fotografia Pabellón Perspectiva.

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Construcción y Presupuesto Esta construcción tuvo varios contratiempos generado por su difícil realización y complicados cálculos estructurales que se debieron realizar a causa de que la forma de dicho pabellón, ya que este debía responder al lugar en dónde estaría instalado.

Para realizar la construcción de este espacio se conformó a partir del uso de la técnica llamada caja y espiga, esta técnica se refiere al diseño del agujero de la Caja y la lengua de la Espiga, es decir que esta se adapta para encajar perfectamente entre sí.

“La junta de mortaja y espiga adoptada para la madera produjo una sensación vernácula a la estructura y la hizo casi medieval. El animal cuadriculado cobró vida. Y su piel, hecha de policarbonato, estaba salpicada de luces solares que se encendían al atardecer.”

Figura 7: Estructura Armado Caja y Espiga

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El pabellón mide 22m x 17m, en su parte más baja mide 3m de altura y en el centro de ella 5.5 m. Se usaron vigas de madera Major Advantages producido por Kerto LVL (Finlandia), esta construcción necesito aproximadamente 60 metros cúbicos de esta madera de chapa laminada utilizada para crear el pabellón. Esta madera cuenta con un secado rápido, una resistencia a la flexión estática: 710 kg/ cm2, un módulo de elasticidad: 110.000 kg/cm2 y por último, una resistencia a la compresión: 450 kg/cm2. Además los paneles de policarobonato usados para exteriores se fabricaron utilizando el mecanizado CNC de Finnforest Merk, Se eligió el panel de policarbonato debido a su capacidad resistente a la intemperie y su transparencia que dejará entrar la luz del sol en el pabellón Figura 8: Proceso Constructivo Pabellón. durante el día.

Por ultimo cada panel de policarbonato tiene incorporado un sistema autónomo que permite la entrada de luz solar al pabellón. Este sistema de iluminación, sé enciende automáticamente cuando hay oscuridad, iluminando de este modo el espacio interior del pabellón. Como cada uno de los paneles tiene una orientación diferente, por lo que cada panel solar se enciende por sí mismo, haciendo que en la noche, el pabellón de la impresión de estar flotando.

Figura 9: Fotografia Pabellón Frontal.

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A partir del análisis de la estructura, podemos concluir que la colaboración entre arquitectos e ingenieros generan no solo un eje artístico, sino creativo-estructural en la ingeniería. A demás pone como nuevo objetivo el diseño de diseño de paneles y estructuras a partir de la computación y el uso de fabricación a partir de nuevas tecnologías; a pesar de que este proyecto es configurado a partir de alta tecnología, la idea básica surge a partir del uso de formas simples y bosquejos. Siza y Souto de Moura demuestran cómo arquitectos que no tienen miedo al enlace entre las habilidades en el uso de herramientas de arte y tecnología. En este pabellón serpenteante su estrecha colaboración se reflejó en el resultado final del pabellón, un edificio que mostraba los aspectos artísticos de la arquitectura y la exploración de soluciones de ingeniería. Arup, brindó asesoramiento en soluciones estructurales desde el desarrollo inicial del diseño.

Demuestra como el espacio se une de manera arquitectonica, artística y estructural a través del diseño en forma de habitar.

Figura 10: Fotografia Pabellón Interna.

Se puede observar la simplicidad e union arquitectonica e ingeniera a través del uno de anclaje Caja y Espiga.

Figura 11: Fotografia Pabellón Estructura.

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Informe de Estudio La cubierta del Bloque C, es una estructura aligerada diseñada para el recubrimiento de la cafetería de esta terraza. Por esto, se ha analizado la reestructuración de ésta, tomando como referente el pabellón de la Serpentine Gallery del 2005, diseñado y realizado por los arquitectos Álvaro Siza y Eduardo Souto de Moura. Consecuente a esto, se debe tomar en cuenta la estructura, la espacialidad, la escala, el presupuesto la propuesta constructiva y la materialidad del proyecto.

En primer lugar, se tiene presente que el edificio C no puede tener una intervención más allá del área de la terraza, respetando los espacios de trabajo, recreación y ocio de la comunidad. Como interés particular, adaptar el pabellón al espacio designado en la terraza e integrar todos estos aspectos a una dinámica en donde no se pierda el interés por habitar esta área.

El pabellón demuestra que puede ser flexible y variable a la adaptación de este lugar, además de presentar respeto a su entorno. Debido a su morfología, tener un espacio vacío dentro de él, crea la posibilidad de que sea adaptado para el uso como cafetería y punto de encuentro o reuniones. En relación a esto, se tiene previsto que es diferente la aplicación que tuvo anteriormente en los jardines de la Serpentine Gallery, por ende, el pabellón al ser implementado en la terraza del Bloque C, y gracias a su forma orgánica, puede ser moldeado y transformado a las condiciones tanto en atmósfera, forma y tamaño.

En términos de construcción, esta nueva propuesta de cubierta es viable por que debido a su materialidad resulta ser una estructura liviana; tiene la ventaja de que puede ser construida muy fácilmente, ser montada in situ y su tiempo promedio de construcción es relativamente rápido. De acuerdo a su espacialidad, resulta ser bastante amplia, dándole la posibilidad a las personas de circular por el espacio cómodamente además de ser autosostenible y visualmente llamativa, provocando un valor agregado a la construcción en termino de visuales, diseño y valor.

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La estructura del pabellon tiene una escala mayor al área predispuesta es decir, con un área total de ocupación de 380m2, por lo que con su tamaño original no podría ser aplicado a la terraza del C. Esto se debe a que el área de cubierta de ésta es de 100m2, por lo que tocaría reducir 3 veces su tamaño original y redimensionar su estructura a la cubierta de la terraza del Bloque C, lo cual no resulta difícil ya que al usar la construcción de caja y espigas hace que esta sea fácilmente adaptable a cualquier espacio.

Presupuestalmente, realizar la estructura con los mismos materiales que se utilizaron en el proyecto original del 2005 no es viable, debido a sus altos costos.

Por ejemplo el material utilizado para la estructura principal fue madera proveniente de Finlandia, lo que no resulta rentable en términos de inversión y costos. Por ello una alternativa es que este material sea reemplazado por madera producida en Colombia, como lo es la madera de Pino ya que es nativa y crece abundantemente. El uso de la madera de pino, no se aleja tanto a la finlandesa ya que esta tiene una gran resistencia mecánica, dureza, flexibilidad y elasticidad. Esta madera se puede considerar muy versátil y es fácil de estructurar a la técnica de construcción caja y espiga.

Paralelamente, los paneles de policarbonato son rentables, siempre y cuando la manufactura y la producción de esto sea completamente neta dentro del capital Colombiano. tendrían un pequeño cambio debido a que La estructura se puede adaptar quitándole los bombillos que están implementados en éstos paneles, debido a que en la terraza no se realizan actividades durante la noche debido a que esta terraza no es transitable en estos horarios sin luz, en el día los paneles de policarbonato permiten la entrada de luz solar. Por esto, no se requiere de luz artificial y es un modo de reducir los costos en el presupuesto de construcción y mantenimiento.

La estructura de madera implementada en el Edificio C, tendría apoyos de acero en la estructura de concreto reforzado con la que cuenta el bloque, además estos estarían atornillados con pernos estructurales. El objetivo es que el enrejado de las vigas al deformarlo, adopte la misma forma de la planta de cubierta de la terraza del Bloque C.

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En el aspecto económico de la propuesta para identificar si es viable su construcción dentro de la terraza del Bloque C, hay que tener en cuenta que si se realiza a partir de los materiales predispuestos para el pabellón esta estructura sería insostenible, pero pensando que la escala cambia, esto genera que la cantidad de materiales sea menor, además pensando en la transformación de materiales por unos más accesibles como lo son el cambio de madera finlandesa por pino de origen Colombiano, paneles de policarbonato, producidos nacionalmente y quitando los bombillos de luz en cada panel. Por otra parte la ejecución del diseño de cada pieza en el país y cambiando el uso de máquinas, robots por mano de obra y adaptando su construcción a maquinaria disponible en el país. Todo aquello hace viable la construcción del pabellón en el Edifico C.

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Informe de Roles

Arquitecto Diseñador

Katherine González

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Como Arquitecto Diseñador contratado por la Universidad de los Andes es mi labor solucionar la cubierta ligera del Edificio C a través de la implementación de una estructura alternativa a la cafetería la cubierta. Para cumplir con este objetivo se a llegado a estudiar diversos pabellones de la Serpentine Gallery con el fin de poder transformar este espacio a través de la inspiración de alguna de las estructuras logradas previamente en Londres. Después de un gran análisis, el seleccionado para lograr la intervención fue el de pabellón del 2005 de Álvaro Siza y Eduardo Souto de Moura, debido a que cuentan con una serie elementos estructurales, técnicos, especiales, artísticos, entre otros, los cuales representan un de una manera acerca la adaptación de este para posibilitar un espacio en la terraza.

El trabajo del equipo para adaptación de este pabellón se enfoco en la facilidad de formación de esta, a través de la técnica de Caja y Espigas ya que esta forma de union del armazón genera que la construcción de esta sea mas fácil, ademas al ser una retícula ortogonal deformada, el proceso de reducir el área y redimensionar la estructura al espacio facilitó las cosas, debido a que esta mantenía su función permitiendo la construcción de esta.

Al momento de definir su diseño y dirigir paso a paso su modelación antes de la construcción, es importante mantener en cuenta la manufactura y montaje de la cubierta a través de una serie elementos que faciliten su proceso constructivo, en un principio debe realizarse la estructura digitalmente para mantener un control riguroso sobre esta, redimendionarla y ubicar las partes de su anclaje en el Edificio C. Por otra parte reemplazar material para reducir costos de importación y producción, es por eso que debió reemplazarse la madera de origen finlandés por laminas de Pino, se mantuvieron las laminas de policarbonato, pero se reemplazo el montaje de maquinas robóticas por mano de obra humana.

Al momento de hacer la estructura en una dimensión mas pequeña en la Universidad no solo se debe velar por la seguridad y bienestar de la comunidad, sino que esta le genera un valor agregado a su entorno en términos de adiciones espaciales generando un que también genere beneficios estéticos, habitable, flexible y económica.

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Informe de Roles

Ingeniera Estructural

Oriana Fajardo

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Al ser contratada por la gerencia del Campus de la Universidad de los Andes como ingeniera estructural, junto con mi equipo de trabajo, mi función es proyectar el sistema esqueletal del pabellón y asegurarme de que responda funcionalmente con el diseño establecido por el arquitecto. La lógica de la estructura debe estar debidamente pensada teniendo en cuenta los posibles inconvenientes que se pueden presentar durante la construcción de la estructura, desde su montaje, hasta su finalización, y de esta manera plantear la mejor solución para este reto estructural.

Lo que se pretende, es que el material que se va a utilizar para la construcción de la estructura esqueletal sea el de mejor calidad, pero sin excederse en costos. Por esto, como alternativa a la madera de abeto finlandés se ha escogido la madera de pino de origen nacional; reduce los elevados costos que se generarían con la importación de la madera de abeto y en términos de materialidad, comprende los mismos beneficios estructurales de la madera finlandesa: resistencia a la compresión y a los esfuerzos de tracción que pueden generar las uniones de la estructura. Implementando este material, se logra que la estructura comprenda de uniones igualmente funcionales a las del pabellón del 2005.

Por otro lado, se ha tomado la decisión de retirar las luces de los páneles de policarbonato, debido a que se considera que no cumplen con ninguna función útil, en este caso. Esto se debe a que, en el día el policarbonato permite el paso de la luz sin ningún problema; mientras que, en la noche el espacio interior de la estructura no necesita estar iluminado con luz artificial, debido a que nadie hace uso de la terraza durante la noche.

También, se llegó a la conclusión de que el diseño debe mantener el sistema de Caja y Espiga debido a que permite una buena articulación funcional entre la espacialidad del lugar, lo presupuestal y el buen desempeño de la estructura en sí.

Asimismo, planteamos que las uniones estructurales de las vigas se mantengan como en la construcción original, aunque se debe tener en cuenta el encuentro y la configuración de la estructura con respecto a la placa de la cubierta del bloque C. Para lograr esto, proponemos que estas vigas de madera sean apoyadas sobre uniones articuladas en acero, atornilladas mediante unos pernos estructurales a la estructura de concreto reforzado. Esto sin duda, es la mejor solución para articular ambas estructuras.

Finalmente, al realizar este proyecto en la terraza del bloque C se genera un nuevo espacio cubierto, en donde las personas pueden permanecer y realizar diversas actividades, con la ventaja de que esta estructura es relativamente rápida de construir, gracias a la simplicidad de sus materiales y de las uniones. El habitar de este espacio cambiaría drásticamente y de una manera positiva ya que la estructura respondería eficazmente a las necesidades que se pueden presentar.

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