ESTRUCTURAS LAMINARES
¿Que son las estructuras laminares?
Las estructuras laminares son superficies delgadas curvas de pequeño espesor, comparado con las dimensiones globales de la estructura, que resisten, por su forma, las cargas de peso propio y las cargas exteriores mediante esfuerzos normales de compresión y/o tracción y tangenciales, uniformes en el espesor de la propia superficie. Su eficiencia se debe a su curvatura y al alabeo, por lo que puede mejorarse su comportamiento resistente con gran economía de sección, material y peso. Son las más eficientes desde el punto de vista estructural.
Su objetivo es:
El alumno, tras la lectura de este documento, será capaz de identificar las estructuras laminares, describir su comportamiento, los sistemas utilizados para su rigidización, así como proponer ejemplos reales de edificios con esta tipología estructural.
Algunas estructuras laminares son:
Antecedentes:
El desarrollo de las superficies cilíndricas tiene como punto de partida las bóvedas
de medio cañón de ladrillo que fueron perfeccionadas por los romanos. El arte de
las bóvedas reapareció con el Románico y, posteriormente, con el Gótico, evolucionando desde las pesadas bóvedas de ladrillo a las esbeltas bóvedas
nervadas de sus catedrales.
Algunos tipos son:
Las superficies pueden clasificarse en función de su curvatura en:
Simple curvatura o desarrollables: cuando la curvatura en un punto dado es del mismo signo en todas las direcciones, excepto en una de ellas en que vale 0. Ejemplos: cilindros y conos.
Doble curvatura:
1. Sinclásticas: cuando la curvatura en un punto dado es del mismo signo en todas las direcciones. Ejemplos: cúpula, paraboloide elíptico, elipsoide, hiperboloide de dos hojas.
2. Anticlásticas: cuando la curvatura en un punto es positiva en algunas direcciones y negativa en otras. Ejemplos: paraboloide hiperbólico, conoide, hiperboloide de una hoja.
Las superficies pueden generarse por rotación o traslación. En el primer caso la curva gira alrededor de un eje llamado de rotación, mientras que en el segundo se mueve paralelamente a sí misma. Son ejemplos de superficies de revolución la esfera, el elipsoide de revolución, el paraboloide, el hiperboloide o el cilindro. Son ejemplos de superficies de traslación el paraboloide elíptico, el paraboloide hiperbólico o el conoide.Si la superficie puede describirse por el movimiento de una línea recta se llama superficie reglada, como el cilindro, el cono o el paraboloide hiperbólico.
Comportamiento estructural
Una membrana ideal es una hoja de material, tan delgada en comparación con sus dimensiones laterales que sólo puede desarrollar tracciones que serán bidimensionales a lo largo de su superficie. Al ser de pequeño espesor, la rigidez a flexión y cortante es despreciable, así como la resistencia a compresión, puesto que, de lo contrario, con una compresión pequeña pandearía.
Bóvedas cilíndricas
El cilindro es la superficie reglada formada por las rectas que pasan por una
circunferencia y son perpendiculares al plano que la contiene. Las bóvedas cilíndricas se caracterizan por la forma de su sección transversal, por el
tipo de apoyo en la dirección longitudinal y transversal, por la clase de diafragmas
y vigas de borde y por la continuidad a lo largo de varios vanos. La luz habitual varía entre 24 y 48 m con un ancho de 9 a 13,5 m y una relación
luz/altura entre 1/10 y 1/15. El espesor gira en torno a los 8 cm pudiendo aumentar
cerca de las vigas de borde. El comportamiento de una bóveda cilíndrica es diferente según la dirección
considerada: longitudinal (efecto viga) y transversal (efecto arco).
En dirección longitudinal, la bóveda actúa como una viga, de manera que la
altura de su sección transversal es la que determina la magnitud de las tensiones
axiales. Si la bóveda es larga y baja, necesita contar con unas vigas de borde muy
rígidas, mientras que si se aumenta su altura, puede disminuirse el tamaño de la
viga de borde o incluso suprimirla. En dirección transversal, se comporta como un arco, con fuerzas de compresión a
lo largo de la superficie curva y transmitiendo empujes laterales, bajo carga
vertical, empujes que se transmiten a las vigas de borde. Si son achatadas los
empujes serán grandes, disminuyendo a medida que aumenta la altura de la
bóveda. En el caso de que las bóvedas cilíndricas sean largas, se colocarán las vigas de
borde de canto, ya que su propósito principal será soportar las fuerzas
longitudinales, mientras que si las bóvedas son cortas, las vigas de borde se
colocarán horizontalmente para resistir los empujes laterales. Una de las primeras estructuras laminares en forma de bóveda son los Hangares de
Orly (1921-23, destruidos en 1944) de Eugène Freyssinet. imagen 3. Se trata de
bóvedas parabólicas nervadas de hormigón armado, de 9 cm de espesor, 88 m
entre ejes, 60 m de alto y 175 m de longitud, para los cuales se diseñó un encofrado
deslizante reutilizable.
Cierre
¿Que son las estructuras laminares?
Las estructuras laminares son superficies delgadas curvas de pequeño espesor, comparado con las dimensiones globales de la estructura, que resisten, por su forma, las cargas de peso propio y las cargas exteriores mediante esfuerzos normales de compresión y/o tracción y tangenciales, uniformes en el espesor de la propia superficie. Su eficiencia se debe a su curvatura y al alabeo, por lo que puede mejorarse su comportamiento resistente con gran economía de sección, material y peso. Son las más eficientes desde el punto de vista estructural.
Su objetivo es:
El alumno, tras la lectura de este documento, será capaz de identificar las estructuras laminares, describir su comportamiento, los sistemas utilizados para su rigidización, así como proponer ejemplos reales de edificios con esta tipología estructural.
Algunas estructuras laminares son:
Antecedentes:
El desarrollo de las superficies cilíndricas tiene como punto de partida las bóvedas
de medio cañón de ladrillo que fueron perfeccionadas por los romanos. El arte de
las bóvedas reapareció con el Románico y, posteriormente, con el Gótico, evolucionando desde las pesadas bóvedas de ladrillo a las esbeltas bóvedas
nervadas de sus catedrales.Algunos tipos son:
Las superficies pueden clasificarse en función de su curvatura en:
Simple curvatura o desarrollables: cuando la curvatura en un punto dado es del mismo signo en todas las direcciones, excepto en una de ellas en que vale 0. Ejemplos: cilindros y conos.
Doble curvatura:
1. Sinclásticas: cuando la curvatura en un punto dado es del mismo signo en todas las direcciones. Ejemplos: cúpula, paraboloide elíptico, elipsoide, hiperboloide de dos hojas.
2. Anticlásticas: cuando la curvatura en un punto es positiva en algunas direcciones y negativa en otras. Ejemplos: paraboloide hiperbólico, conoide, hiperboloide de una hoja.
Las superficies pueden generarse por rotación o traslación. En el primer caso la curva gira alrededor de un eje llamado de rotación, mientras que en el segundo se mueve paralelamente a sí misma. Son ejemplos de superficies de revolución la esfera, el elipsoide de revolución, el paraboloide, el hiperboloide o el cilindro. Son ejemplos de superficies de traslación el paraboloide elíptico, el paraboloide hiperbólico o el conoide.Si la superficie puede describirse por el movimiento de una línea recta se llama superficie reglada, como el cilindro, el cono o el paraboloide hiperbólico.
Comportamiento estructural
Una membrana ideal es una hoja de material, tan delgada en comparación con sus dimensiones laterales que sólo puede desarrollar tracciones que serán bidimensionales a lo largo de su superficie. Al ser de pequeño espesor, la rigidez a flexión y cortante es despreciable, así como la resistencia a compresión, puesto que, de lo contrario, con una compresión pequeña pandearía.
Bóvedas cilíndricas
El cilindro es la superficie reglada formada por las rectas que pasan por una
circunferencia y son perpendiculares al plano que la contiene. Las bóvedas cilíndricas se caracterizan por la forma de su sección transversal, por el
tipo de apoyo en la dirección longitudinal y transversal, por la clase de diafragmas
y vigas de borde y por la continuidad a lo largo de varios vanos. La luz habitual varía entre 24 y 48 m con un ancho de 9 a 13,5 m y una relación
luz/altura entre 1/10 y 1/15. El espesor gira en torno a los 8 cm pudiendo aumentar
cerca de las vigas de borde. El comportamiento de una bóveda cilíndrica es diferente según la dirección
considerada: longitudinal (efecto viga) y transversal (efecto arco).
En dirección longitudinal, la bóveda actúa como una viga, de manera que la
altura de su sección transversal es la que determina la magnitud de las tensiones
axiales. Si la bóveda es larga y baja, necesita contar con unas vigas de borde muy
rígidas, mientras que si se aumenta su altura, puede disminuirse el tamaño de la
viga de borde o incluso suprimirla. En dirección transversal, se comporta como un arco, con fuerzas de compresión a
lo largo de la superficie curva y transmitiendo empujes laterales, bajo carga
vertical, empujes que se transmiten a las vigas de borde. Si son achatadas los
empujes serán grandes, disminuyendo a medida que aumenta la altura de la
bóveda. En el caso de que las bóvedas cilíndricas sean largas, se colocarán las vigas de
borde de canto, ya que su propósito principal será soportar las fuerzas
longitudinales, mientras que si las bóvedas son cortas, las vigas de borde se
colocarán horizontalmente para resistir los empujes laterales. Una de las primeras estructuras laminares en forma de bóveda son los Hangares de
Orly (1921-23, destruidos en 1944) de Eugène Freyssinet. imagen 3. Se trata de
bóvedas parabólicas nervadas de hormigón armado, de 9 cm de espesor, 88 m
entre ejes, 60 m de alto y 175 m de longitud, para los cuales se diseñó un encofrado
deslizante reutilizable. Cierre
A lo largo de este tema hemos descrito el comportamiento estructural de las
estructuras laminares, dando ejemplos de edificios de los tipos más habituales. Se proponen buscar ejemplos de estructuras laminares actuales.
Solución: Ejemplos de estructuras laminares actuales: Estación de autobuses de
Casar, el
Restaurante Submarino en Oceanografía, o la Terminal TWA del aeropuerto
de New York (New York, 1958-1963, Eero Saarinen)
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