CHAMBE CORREA, Francis Jhosep
IBAÑEZ CRUZ, Anyela Lizeth
PESANTES HOLGUÍN, Jesús Daniel
PRADO PÉREZ, Anabel
RIVERO VILLEGAS, Jorge Iván
VELÁSQUEZ PORTILLA, Roger David
Las armaduras tridimensionales son aquellas estructuras que desempeñan un rol importante dentro de la Arquitectura, debido a que son aquellos que soportarán una construcción a través de la inserción de los apoyos en sus nodos, por lo que su estudio es parte fundamental.
En el presente trabajo, se realizó un prototipo estructuralmente elaborado con varillas de madera balsa. Para la elaboración de este, se partió de 4 poliedros, el paralelepípedo, el tetraedro, octaedro y tetradecaedro. Primero, unimos de diferentes barras, obteniendo así varios diseños iniciales, para luego escoger el modelo más estable y estético. Una vez elaborado el prototipo en base a los poliedros platónicos procedimos a realizar la prueba de cargas, para lo cual se definió los nodos , ubicando pesos que fueron aumentando en masa secuencialmente por cada ensayo, esto con la finalidad de determinar el peso que puede soportar la armadura espacial en cada nodo y así poder averiguar su eficiencia con respecto al peso máximo, así como también la relación entre la flexión de la armadura por cada peso que se le adiciona. Todo esto usando el método matricial por el software Excel.
+ Aplicar los conocimientos respecto a estructuras espaciales, los previos y los obtenidos en la cátedra, para la elaboración de una armadura tridimensional fundamentada en el tetraedro y diversos poliedros como elementos básicos constructivos.
+ Concebir un diseño poliédrico novedoso en base al tetraedro, octaedro y el tetradecaedro
+ Hallar una cantidad adecuada de barras, nodos y apoyos para lograr la isostaticidad
+ Materializar los distintos tipos de apoyo y ubicarlos estratégicamente para dar sostén a la armadura
+ Diseñar creativamente las uniones o nodos entre barra y barra para lograr su estabilidad y una apariencia estética
+ Determinar la relación entre carga máxima y peso del prototipo para hallar su eficiencia
+ Demostrar mediante un ensayo de cargas la rigidez y la capacidad portante de la estructura ligera hecha con madera balsa
Los arquitectos se han inspirado en estas formas que son observadas en la naturaleza en formas biológicas y en cristales minerales, y que han sido representadas desde tiempos antiguos, su clasificación es atribuida a Platón y Arquímedes.
Las muchas edificaciones en todo el mundo tienen como volumetría básicamente a los poliedros, gracias a que estos se pueden conjugar volumétricamente con otro tipo de poliedro; pero para trabajar con los poliedros es necesario saber ciertas formulas matemáticas que nos ayudaran a saber las alturas, áreas y/o medidas del solido.
Se compró varillas de madera balsa, las cuales se cortaron a 14.14 cm. Con la ayuda de silicona caliente unimos la madera balsa de 14.14 cm, formando así tetraedros, octaedros y un tetradecaedro. Uniendo estos poliedros se formó la estructura final, en la cual se reforzó los nodos con esferas de cerámica en frío; logrando así, darle más dureza y resistencia.
Madera Balsa
Madera Balsa
Porcelana en frio
Altura del nodo
24.2
En el ensayo N° 12 el nodo M describio una falla, el desplazamiento se disparó hasta 11.5 mm dejando una medida final de 23.05 cm
Altura del nodo
Altura del nodo
24.3
Durante el ensayo de cargas, el nodo P fue el que sufrió menos deformación. Quizás por su ubicación, el desplazamiento total fue de apenas 5 mm
2100 g 2400 g 2700 g 3300 g 3.600 g 3000 g cargas colocadas en los nodos M, N y O | el círculo rojo indica la falla en la barra G-M, debido a la fuerza en el nodo M
Masa máxima soportada
EFICIENCIA Masa del prototipo EFICIENCIA 3.6 0.092 kg. EFICIENCIA 39.13
kg.
La armadura soporto una carga máxima de 1.2 kg por nodo antes de colapsar en la unión "M". La carga total soportada fue de 3.6 kg y el peso de la estructura fue de 0.092 kg resultando una eficiencia de 39.13
Determinar la fuerza en los elementos de la armadura espacial y establecer si los elementos están en tensión o en compresión. La armadura está soportada por un apoyo fijo en A y eslabones cortos en C, D y E. Además, en M se coloca una fuerza de 1,2 Kg. Resolver la armadura usando Excel.
EN
Y COMPRESIÓN Donde M es igual al número de barras de la armadura; cantidad que deberá ser igual a 3 veces el total de nodos N , menos el número de reacciones R.
+ Se logró idear una figura poliédrica innovadora partiendo del tetraedro, octaedro y del tetradecaedro, hallando la estabilidad interna de toda la estructura y con una buena apariencia estética.
+ Junto a la eficiencia de 3.91 calculada se demostró que la estructura implicó una buena resistencia a los peso graduales impuestos. Concluyendo que a pesar de ser hecha de un material sumamente endeble, la distribución de las barras, nodos y apoyos sumado al diseño propuesto covergieron en una armadura isostática rígida.
+ Se puso a prueba exitosamente la armadura construida mediante un ensayo de cargas, siendo un peso total de 3.6 kg distribuidos equitativamente en 3 nodos la máxima carga soportada antes de colapsar.
