Vanessa Diaz Heredia - Architecture Portfolio - Orientación Estructural - RIBA Part 1 - ULIMA - 2021

PORTAFOLIO

ORIENTACIÓN ESTRUCTURAL

PROFESOR:

EDWIN

ALUMNA:

VANESSA

SECCIÓN:

421

MOTTE DIAZ

SAUTER HEREDIA

2021 - 0

ÍNDICE DE CONTENIDO

01 02 03

01

JENGAS CG7

-

CG8

SUPERFICIE CG7

-

CG8

CUBIERTA CG7

-

CG8

04

EJERCICIO

05

CONCLUSIONES

06

INFORMACIÓN

07

CV

CG7

-

FINAL

CG8

FINALES

DEL

CURSO

01

JENGA OBJETIVO: En grupo, deberán elaborar, analizar y comparar (en un informe) estructuras lineales de tipo puente (2 apoyos) que sostengan un peso nivelado en el punto medio. Se deberá considerar el lugar para la colocación del peso y encima un teléfono celular perfectamente nivelado, tomando en cuenta una altura mínima que evite el contacto de la base del puente con el plano donde se encuentre el modelo a la hora de colocar la carga.

02

JENGAS

01

MODELO PERSONAL INTEGRANTES: CARLA BERROCAL, MARIA ALEJANDRA RODRIGUEZ, VANESSA DIAZ

Piezas de Jengas: 26

PRIM ER MODELO

Cantidad de Hilo: 16 m Peso máx. soportado: 2 kg de peso Para el primer modelo tuve que analizar los amarres centrales y laterales de modo que traté de juntar la mayor cantidad de piezas posibles en cada hilera vertical, agregando dos piezas centrales para reforzar y posea mayor estabilidad. Además eliminé las piezas inferiores

ya

que

no

aportaban

realmente al modelo, utilizando 8 piezas menos y haciendo el modelo eficiente.

Piezas de Jengas: 30

SEGU NDO MODELO

Cantidad de Hilo: 20 m Peso máx. soportado: 12 kg de peso Paliglobo: 3 En la segunda etapa, agregue más pisos con el fin de tener una separación de 25 cm

y formando un arco en la parte

inferior con el paliglobo, para dar soporte Con el fin de disminuir piezas, modulé de una mejor manera las piezas, lo que también disminuyó altura innecesaria al modelo.

Piezas de Jengas: 14

TER CER MODELO

Cantidad de Hilo: 5 m Peso máx. soportado: 8 kg de peso Paliglobo: 3 En la última etapa, en la cual se le añadió el liner formé 2 tubos y utilicé menos jengas, sin embargo seguí empleando el mismo

método

de

“escaleras”

para

acercar los dos extremos. Además usé dos paliglobos a lo largo del modelo.

03

Análisis del comportamiento de las cargas

PRIM ER MODELO

SEGU NDO MODELO

TER CER MODELO

COMPRESIÓN

CAMINO

DE

CARGA TRACCIÓN

DEFORMACIÓN

04

JENGAS

COMPARACIÓN DE MODELOS Y CONCLUSIONES

01 PRIMERA ETAPA

INTEGRANTES: CARLA BERROCAL, MARIA ALEJANDRA RODRIGUEZ, VANESSA DIAZ

Vanessa Diaz

Carla Berrocal

Maria. A. Rodriguez

EQUILIBRIO: En la primera etapa, todos los modelos tiene equilibrio y estabilidad, esto se debe a que las bases de cada uno de ellos se encuentran a la misma altura y además que dos modelos tienen como mínimo dos jengas que sirven de apoyo para la estructura .

EFICIENCIA DE LA ESTRUCTURA: La Deformación de los jenga en la parte central de cada modelo fue aumentando mientas se le fue añadiendo peso, en algunos casos esto se pudo haber evitado haciendo más amarres y en las zonas adecuadas.

SEGUNDA ETAPA

Vanessa Diaz

Carla Berrocal

Maria. A. Rodriguez

EFICIENCIA DE LA ESTRUCTURA: En esta parte, se logró unificar las estructuras de tal forma en que estas puedan ser solo una y no partes. Esto ayuda a que pueda funcionar mejor y tenga más estabilidad. Además identificamos que no necesariamente mayor cantidad de jengas significa mayor resistencia de peso.

RIGIDEZ: Los paliglobos y los adecuados amarres son una pieza clave para proporcionar rigidez al sistema y tengan un soporte más debido al aumento de distancia entre apoyos

TERCERA ETAPA

Vanessa Diaz

Carla Berrocal

Maria. A. Rodriguez

EFICIENCIA DE LA ESTRUCTURA: En la última etapa Las plegaduras ayudaron a soportar mayor peso y a que estas no se deformen con facilidad.

COMENTARIO FINAL: Este trabajo didáctico nos ayudó a entender cómo funciona una estructura y a que fuerzas se someten al tener una carga. Estos conocimientos nos ayudarán a poder reflexionar sobre las diferentes estructuras que se pueden generar al momento de proponer proyectos, tambièn a darnos cuenta de cuáles funcionan y cuales son las menos recomendables. Al experimentar con estas maquetas nos dimos cuenta en como poder diseñar estructuras de

05

manera eficiente. Cuando hablamos de eficiente nos referimos a que diseñamos estructuras de tal forma en que estas sean funcionales con el material mínimo y necesario, lo cual nos ayudará a reducir costos.

02

SUPERFICIE OBJETIVO: En grupo deberán analizar y presentar una cubierta de superficies continuas, para el 80% de un área de 10m x 10m y que se considere un máximo de 4 apoyos.

06

PROYECTO 2 REFERENTES ESTRUCTURALES

02

PARABOLOIDE Superficie generada por la rotación

de

una

parábola

alrededor de su eje de simetría.

SUPERFICIE

Edificación: Palacio de los Deportes Autor: Félix Candela y Enrique Castañeda.

Referencia: Estructura basada en la geometría del paraboloide.

INTEGRANTES: DANIELLA

HIPERBOLOIDE

PALACIOS

Superficie

de

revolución

generada por la rotación de una hipérbola alrededor de uno de

FLAVIA PEREZ

sus dos ejes de simetría

Edificación: Sombrillas Gigantes en Arabia Saudita Autor: SL Rasch

VANESSA DIAZ

Referencia: Estructura de base superior de hipérbole de dos hojas.

Se analizó el modelado del referente

y

se

creó

un

modelado que se rige por 3 apoyos

y

la

cubierta

PARABOLOIDE HIPERBÓLICO

está

Superficie que en una dirección

compuesta de la geometría de

tiene las secciones en forma de

paraboloides

parábola con los lados hacia

hiperbólicos,

arriba

donde se creará una doble curvatura

para

rigidizar

en

la

parábolas con los lados hacia

proyecto. Además, se analizó

abajo.

Edificación: Centro Heydar Aliyev

permite que exista un mejor

Autor: Zaha Hadid

flujo de aire y no se concentre

Referencia: Estructura del paraboloide hiperbólico.

todo dentro del espacio y, según el referente, se creó que el

inicio

de

las

curvaturas

imaginarias se concentran en un solo apoyo para estabilizar mejor e ir a una dirección la estructura.

07

sección

perpendicular, las secciones son

el

que no cubrir todo el área

y,

PRUEBAS DE MODELADO

PROYECTO 2 PROPUESTA FINAL En base a los referentes, proyectos y análisis previos se tomaron los puntos más favorables para la ejecución de la estructura, buscando una eficiencia, resistencia y sostenibilidad

para

el

correcto diseño de propuesta final.

PROCESO DE MODELADO

Se opto por la elección de una base triangular, lo que permite que la estructura sea más eficiente ya que se utilizan menos soportes para su estabilidad. Con varas de bambú se realizó el

PRIM ER PASO

esqueleto de la estructura, siendo estos sujetos mediante uniones fijas de acero y fueron colocadas de tal punto en que el peso distribuido equitativamente.

Se colocó una cúpula, esta se encargará de

SEGU NDO PASO

repartir fuerzas a bases y volados y a la vez aligerará la parte central de la estructura. La cúpula estará hecha de Bambú y permanecerá junta por uniones de acero en tipo estrella.

TERC ER PASO

Se optó por llenar la parte central del esqueleto (bases y centro de cúpula) para ver su comportamiento.

Como

decisión

final

y

para

darle

mayor

estabilidad al proyecto se añadió bases de concreto triangulares para evitar un termino en

CUAR TO PASO

punta y desequilibrio de la estructura y adicional a ello para otorgar mucha más resistencia.

08

PROYECTO 2 DETALLES EN CORTES

MATERIALIDAD DE LA ESTRUCTURA

09

PROYECTO 2 DETALLES CONSTRUCTIVOS DE LOS AMARRES Uniones en estrella Unión de acero con 6 puntas que

permite

conectar

las

varas de bambú desde 4 ángulos

diagonales

y

2

rectos.

El

bambú

es

un

resistente, duradero, ecológico y sostenible,

que

sirve

estructura

Unión de acero con 4 puntas permite

conectar

las

varas de bambú desde 2 ángulos diagonales y 2 rectos

como

portante,

revestimiento,

Uniones de nudo en L

que

material

sombra,

piso,

entre muchos otros, estamos hablando de una sustancialidad, que en el contexto de la crisis ambiental global, propone un cambio de paradigma en torno a la economía de los procesos industriales de la construcción tradicional.

Uniones en V Unión de acero con 2 puntas que

permite

conectar

las

varas de bambú desde 2 ángulos diagonales.

Unión nudo doble N

El

concreto

es

un

material

Unión de acero con 5 puntas

resistente, duradero, trabajable y

que

cohesivo

permite

conectar

las

varas de bambú

que permite construir estructuras

desde 4 ángulos diagonales,

para diferentes fines. En este

1 recto y uno tubo que

caso, se le

conecta directamente al

añadió mallas de bambú para

suelo y al soporte de la base.

aumentar su resistencia, ya que está comprobado que este material es más resistente que

MALLAS: Las

mallas

interiores

del

el

acero

debido

a

su

estructura hueca y

concreto están entrelazadas

ligereza, lo que otorga grandes

con uniones de acero, lo que

ventajas

permite su conexión y da

sostenible.

en

la

construcción

mayor firmeza estructural.

10

PROYECTO 2 LEYENDA

ANÁLISIS CARGAS

DEL

COMPORTAMIENTO

DE

LAS

COMPRESIÓN

CAMINO

TRACCIÓN

DE CARGA

La estructura está compuesta por la geometría

de

los

paraboloides

hiperbólicos. Como se ve en la imagen, permite crear dobles curvaturas para así seccionar el volumen de la parábola.

Estos permitieron organizar la forma y volumen del modelo desde un principio.

La estructura permite un flujo correcto de las cargas desde el inicio de la cúpula, donde esta se encarga de repartir fuerzas a bases y volados y a la vez aligera la parte central de la estructura.

Así, permite dirigir las cargas a los arcos hechas de las cañas de bambú y la cubierta de concreto hacia la base los apoyos, de forma que se rigidice y estabilice correctamente.

Según el análisis del comportamiento, las

bases

de

los

apoyos

trabajan

correctamente a compresión debido a que llevan las cargas muertas que se generan desde la base superior de la cubierta y, como consecuencia, trabaja a tracción la cubierta de concreto debido a que se puede estirar a direcciones contrarias porque el camino de carga se genera en los puntos de intersección de los paraboloides hiperbólicos.

11

PROYECTO 2 ANÁLISIS DE LA CÚPULA La estructura de la cúpula se realiza por

triangulaciones

que

permiten

repartir las cargas a través de las cañas de bambú. Como se ve en el análisis, la unión de 3 cañas genera la compresión en la horizontalidad y, como

resultado,

tracción

en

la

verticalidad, lo que permite que exista un correcto balance en los esfuerzos.

Por tanto, le da estabilidad y ligereza, lo que a su vez permite un correcto equilibrio

estructural

al

elemento

jerárquico.

CONCLUSIONES Y REFLEXIÓN

COMENTARIO: En este segundo trabajo grupal, me ayudó a identificar mucho mejor aquellos elementos que trabajan a tracción y compresión acompañado con el camino de carga. Así como también a diseñar una estructura con doble curvatura formando paraboloides hiperbólicos con cubiertas continuas. Además gracias a la clase de geodésica pudimos resolver nuestro sistema poniendo en practica los conceptos así es como recurrimos a colocar una cúpula en la parte superior la cual reparte las cargas a las bases de concreto, para que los apoyos trabajen adecuadamente. Asimismo, fue interesante investigar uniones y ensambles hechos de bambú ( que es el material característico de este modelo) el cual brinda ligereza y flexibilidad.

12

03

CUBIERTA OBJETIVO: Plantear una propuesta estructural considerando como alcance, la definición formal de la superficie, la geometría, jerarquización y proporción de elementos estructurales, así como el camino de carga, la identificación de esfuerzos y la constructividad de la misma.

13

PROYECTO 3 REFERENTES ESTRUCTURALES

03 Anfiteatro en Lakewood Heritage

SUPERFICIE

Center.

Lakewood,

Colorado.

INTEGRANTES:

Span

Systems.

DIEGO CARRERA

DIEGO ECHEANDIA

Pewsham Tensile Canopy PTC400.

Langley Design.

VANESSA DIAZ

Para el tercer trabajo en grupo creímos conveniente repasar las definiciones de tensegrity el

PROPUESTAS DE DISEÑO

cual es un principio estructural basado en el empleo de ciertos

Modelo 01, el cual funciona con

componentes

aislados

una superficie de doble curvatura

se

y 4 apoyos en total, dos de ellos

encuentran dentro de una red

apoyados en un soporte tipo

continua

“arco”.

comprimidos

que

tensada.

De

esa

Además

de

generar

manera, las barras, las cuales

Tensegrity y mantener la forma

corresponden a los elementos

de

comprimidos,

no

tensores.

tocarse

están

y

únicamente componentes

por

llegan

a

la

estructura

mediante

unidas

medio

de

traccionados,

como por ejemplo cables.

Los materiales utilizados en para esta propuesta fueron la tela en la cubierta y el metal para las barras sujetadoras.

14

PROYECTO 3 PROPUESTA FINAL

PROCESO DE MODELADO El primer paso para el modelado de nuestro

PRIM ER PASO

modelo fue definir las estructuras principales, por lo que optamos por un soporte curvo, formando un arco en sentido transversal.

SEGU NDO PASO

Para formar la doble curvatura formamos

un

paraboloide hiperbólico, reforzado por el arco anteriormente descrito, añadiendo otro en la parte superior el cual forma una luz de 0.7 m en el mismo eje

TERC ER PASO En el peralte se realizó elementos verticales para poder rigidizar los arcos, acompañados de diagonales.

CUAR TO PASO

Se formaron tensores: 3 en la parte superior, dos de ellos unen la parte superior de la estructura. Este sistema de tensores continua hasta la base para anclarse en unas base de concreto

QUIN TO PASO

Por último, se añadió dos apoyos verticales a cada lado para aumentar la resistencia de la estructura

15

PROYECTO 3

MATERIALIDAD

DETALLES CONSTRUCTIVOS DE LOS AMARRES

Detalle constructivo: Por medio de este detalle se genera la unión entre la barra con los cables, los cuales permiten que se generan las UNIÓN POSTE - SUELO

UNIÓN ARCO - SUELO

curvas

del

paraboloide

hiperbólico

16

PROYECTO 3 ANÁLISIS CARGAS

DEL

COMPORTAMIENTO

DE

LAS

LEYENDA COMPRESIÓN TRACCIÓN CAMINO DE CARGA

En el presente modelo el camino

de

carga

lo

ejerce principalmente el arco central el cual está reforzado

por

apoyos

verticales y diagonales que llevan la carga a las 4 bases de concreto

El

arco

que

compresión

trabaja es

a un

componente jerárquico en este sistema al igual que los postes en diagonal, que se estabiliza y se mantiene al centro por los tensores los

cuales

tracción

CONSTRUCTIVIDAD

17

trabajan

a

04

CENTRO ACUÁTICO OBJETIVO: Plantear una propuesta estructural considerando como alcance, la definición geométrico formal de la estructura, el predimensionamiento de los elementos estructurales principales, la identificación de los esfuerzos y deformaciones principales considerando las fuerzas aplicadas y el desarrollo de las uniones de los elementos estructurales.

18

PROYECTO 4 REFERENTES ESTRUCTURALES

04

Edificación: Gimnasio Nacional Yoyogi Autor: Kenzō Tange Referencia: La doble curvatura que usan en la parte de la cubierta.

SUPERFICIE

Ubicación: Chome-1-1 Jinnan, Shibuya City, Tokio.

Edificación:

INTEGRANTES:

Multicancha, FEN

UChile Autor: Estudio Arquitectura Textil Tensoestructura (ArqTex).

Referencia: La manera en como

ALEXANDRA

llegan los arcos al suelo Ubicación: Diagonal Paraguay

CHACALTANA

257, Santiago, Chile.

MARIA ALEJANDRA

Edificación:

Estación

Intermodal del Sol, Maipú, Chile

RODRIGUEZ

Autor:

Burmeister

Arquitectos

Consultores (BAC).

Referencia: Arco principal, uso

VANESSA DIAZ

de membranas a tracción.

Ubicación: Autopista del Sol en Maipú, Chile.

PRUEBAS DE MODELADO

1

19

2

En la segunda etapa de diseño, el arco lo

Para la última etapa de diseño, corregimos la

convertimos en catenaria y comenzamos a

tensión de la lona y comenzamos a ver detalles

levantar postes para que jalen a tracción la lona

como los soportes para el arco, los postes y las

hacia los extremos.

tensionadas.

PROYECTO 4 PROPUESTA FINAL

Con el fin de lograr una buena resistencia, el modelo consta de 12 postes diagonales que varían su

altura

moduladamente,

en

donde cada uno de ellos posee bases de concreto que estabilizan la estructura. Además se tiene un arco central que en donde la tela se tensiona en diversos puntos formando así una cubierta continua y un sistema de doble curvatura

PROCESO DE MODELADO Según

PRIM ER PASO

lo

propuesto

por

el

profesor,

comenzamos a modelar la base. En la parte de concreto irían los apoyos, la verde era de circulación y por último la piscina.

Se analizó la manera más eficiente y resistente de colocar el arco. En este caso, decidimos

SEGU NDO PASO

hacerlo mediante tres catenarias unidas por triangulaciones .

Para que la estructura sea tensegrity, decidimos usar postes inclinados y tensados al suelo para que estos puedan sostenerse y jalar la tela hacia

TERC ER PASO

los extremos.

Se analizó cómo serían los esfuerzos de tracción tanto del poste como del arco sobre la tela para encontrar la forma adecuada. Así mismo, se investigaron y definieron detalles estructurales que permitieran el anclaje de las

CUAR TO PASO

varas de soporte con el suelo.

Por último, una vez entendido todos los esfuerzos de todos los elementos que involucra el modelo, se terminó por ensamblar cada

QUIN TO PASO

elemento con sus uniones, teniendo en cuenta la lógica de las estructuras tensegrity.

20

PROYECTO 4 DETALLES DE MODELADO

En cuanto al modelado, como grupo tratamos de representar lo

La estructura está conformada, en la parte inferior, por un tipo

más cercano y detallado posible la materialidad la cual es concreto

de tensegrity simple, con postes tensados a través de cables

(para las bases), acero para los postes y arco y y lona compuesta

al suelo. La parte superior es una lona tensada que, gracias al

de membranas de PVC, reforzada con fibra de vidrio que permite el

arco central, permite la creación de una doble curvatura.

movimiento permanente del aire.

PLANO DE TECHOS En la etapa de modelado de esta estructura, en un comienzo la lona formaba triangulaciones, sin embargo hicimos un cambio y decidimos tensar la tela en 4 puntos estratégicos, de manera que hace posible formar un paraboloide generando una curvatura doble. Además este hecho se refuerza gracias al cambio de altura de los postes los cuales se encuentran en el borde de tal manera que se aprovecha la máximo el área destinada para apoyos.

ELEVACIÓN

21

PROYECTO 4 MODULACIÓN DE LA LONA Los patrones de las tensionadas se definen según la disposición de la membrana, siguiendo la dirección de la fuerza de tracción a la que es sometida mediante los cables de acero.

En este caso, la lona es continua y se fija en la catenaria a través de anclajes de acero, por lo que asumimos que así se daría el patronaje.

ESFUERZOS Y CAMINO DE CARGA Se puede apreciar que la tracción posee mucho más protagonismo que otros esfuerzos. Sin embargo, dichos esfuerzos son los que trabajarán conjuntamente para formar una red tensada continua.

L E Y E N D A

COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL

TRACCIÓN COMPRESIÓN CAMINO DE CARGA

Los postes son elementos tensionados portantes, puesto que son los que transportan las cargas al suelo. Por otro lado, los cables son elementos tensores de amarre ya que son los que rigidizan a los elementos portantes y, a su vez, definen todo el sistema.

Las proporciones soportan la carga muerta, la carga externa y la fuerza de la gravedad.

L E Y E N D A

TENSEGRITY SIMPLE DOBLE CURVATURA TENSIÓN

22

PROYECTO 2 DETALLES CONSTRUCTIVOS DE LOS AMARRES

UNIÓN SUELO - ARCO

UNIÓN SUELO - POSTE

UNIÓN SUELO - CABLE

23

PROYECTO 2 VIDEO DEL MODELO FINAL UNIÓN POSTE - MEMBRANA

UNIÓN MEMBRANA - ARCO

CONCLUSIÓN FINAL Y REFLEXIÓN DEL CURSO

COMENTARIO: Para la elaboración del último trabajo grupal tuvimos que repasar todos los temas tratados en clase para así poder aplicarlo en el modelo. Fue así como decidimos hacer una estructura que funcione con un arco central mientras a la misma vez se tenía en cuenta el tensegrity. El reto consistió en lograr una buena proporción entre altura y luz de la catenaria al área del terreno dado. Además, se

analizó la

geometría y el orden que posee el modelo, así

como

las

proporciones

de

cada

elemento.

REFLEXIÓN FINAL: -Este ciclo vera, en Orientación Estructural, he aprendido diversos temas de forma completa y didáctica. Desde el inicio me fui adaptando al ritmo de la clase. Además, considero que este periodo académico ha sido todo un reto para mi, puesto que aprendí programas nuevos para realizar recorridos virtuales y renders como twinmotion, lumion e incluso poder editar videos. Fue algo que llevó tiempo aprender.

Pero valió la pena para poder mostrar el modelado de las estructuras de una manera más detallada incluyendo accesorios, uniones, etc.

Además. Una de las cosas que más rescato es que comprendí mucho mejor como trabajan las fuerzas de tracción y compresión, con las diferentes actividades y trabajos en grupo. Por último, me parece que hemos llegado a un buen nivel como sección, desarrollando detallesconstructivos y diseñando cubiertas con doble curvatura

24

06

25

INFORMACIÓN DEL CURSO / CV ORIENTACIÓN

ESTRUCTURAL

INFORMACIÓN DEL CURSO

IC NOMBRE DEL CURSO Orientación Estructural

SECCIÓN 421

NOMBRE DEL PROFESOR EDWIN MOTTE

SUMILLA DEL CURSO Orientación Estructural, es una asignatura teórica-práctica obligatoria, donde se desarrollan los conceptos de estructuración desde los convencionales (muros portantes o de carga y las estructuras, aporticadas) y otros sistemas (tensionadas, tramadas, membranas etc.)

OBJETIVO GENERAL

Comprender criterios materiales y geométricos necesarios para diseñar edificaciones de diferentes tipos, así como formas arquitectónicas complejas, explorando, analizando y proyectando por medio de ensayos de laboratorio, modelos a escala y detalles constructivos, asumiendo una actitud analítica y crítica de la condición estructural arquitectónica en un entorno cooperativo y de trabajo en equipo.

OBJETIVO ESPECÍFICO 1. Identificar conceptos estructurales básicos que permiten al objeto arquitectónico mantener su integridad, explorando, registrando y analizando diversas soluciones estructurales por medio de pruebas e informes de laboratorio, cumpliendo con los trabajos asignados y practicando una conducta asertiva.

2. Analizar criterios físico-materiales y geométricos de proporción de elementos y transmisión de cargas, experimentando, diseñando y graficando soluciones a problemas prácticos y de laboratorio, aceptando sugerencias y asumiendo consecuencias de sus propios actos.

3. Desarrollar soluciones geométrico estructurales para formas arquitectónicas complejas, analizando y produciendo modelos tridimensionales de casos y problemas específicos, mostrando seguridad en sí mismo y aceptando distintos puntos de vista.

4. Comprender y comparar los diferentes sistemas estructurales proyectando, desarrollando y explorando soluciones a partir de propuestas arquitectónicas de proyectos de menor escala, trabajando en equipo y practicando una conducta asertiva.

26

CURRICULUM VITAE

27

CURRICULUM VITAE

28

ORIENTACIÓN

ESTRUCTURAL