04 plegados 04 + 05 estereoestructuras 01

Dimensiones y Diseño de Plegados

Introducción a las Dimensiones del Plegado

• Se discuten los datos necesarios para el diseño de un plegado, incluyendo espesor, altura (H), y momento máximo.

• Se mencionan las medidas requeridas para el plegado en sus alas superiores e inferiores, destacando la importancia de conocer estas dimensiones.

Cálculo de Dimensiones Específicas

• La altura se establece en 2.20 m y el espesor en 12 cm; se plantea un problema sobre cómo dimensionar con un momento máximo de 5,000 kg.

• Se adopta un ángulo de 60º para facilitar los cálculos relacionados con el ancho total (B) del plegado.

Definición del Ancho B

• El ancho B se define según la altura; si supera los 2 m, se recomienda usar un solo pliegue entre columnas.

• Ejemplo práctico: al tener una altura considerable, se opta por mayor ancho para asegurar proporciones adecuadas.

Cálculos Matemáticos Relacionados

• Se utiliza la tangente del ángulo adoptado para calcular B prima a partir de la diferencia entre la altura y el espesor.

• Si se establece un ancho total (ej. 5 m), se despeja B utilizando fórmulas matemáticas que involucran restas y divisiones.

Consideraciones Finales sobre Diseño

• Importancia de elegir correctamente el ancho del plegado; si es demasiado pequeño puede resultar ineficaz.

• En caso de mucha altura, es crucial aumentar el ancho del pliegue para mantener proporciones adecuadas en el diseño estructural.

Verificaciones y Procedimientos Adicionales

Proceso General de Verificación

• Se recalca que no es necesario calcular ciertos momentos máximos ya que no aportan información útil al ejercicio planteado.

Análisis Estructural Detallado

• Al dimensionar las alas del plegado, es posible realizar análisis de cargas que permiten calcular esfuerzos internos como compresión y tracción.

Requisitos Adicionales en Exámenes

• Los exámenes pueden incluir detalles sobre armaduras necesarias y fuerzas específicas que actuarían en cada sector del pliegue.

Diseño y Cálculo de Vigas Tímpano

Introducción a los Apoyos y Estructuras

• Se presenta el concepto de apoyos en estructuras, destacando cómo se dimensionan y trabajan. Se menciona que hay dos elementos principales: el plegado y la viga tímpano.

• La viga tímpano actúa como una viga a flexión, mientras que las columnas soportan compresión. Esto establece la base para entender las funciones estructurales.

Funciones de la Viga Tímpano

• La viga tímpano tiene dos funciones clave: recibir reacciones del plegado y rigidizar posibles deformaciones. Su diseño debe considerar la altura del plegado.

• El ancho de la viga tímpano se sugiere en 25 cm, lo cual es crucial para calcular la carga distribuida sobre ella.

Cálculo de Cargas y Reacciones

• La carga Q sobre la viga se calcula multiplicando la reacción del plegado por el número de ondas que recibe. Este cálculo depende también de la distancia entre columnas.

• Se utiliza una fórmula (Q * L / 2) para determinar la reacción del plegado, considerando diferentes configuraciones de pliegues.

Análisis Estructural Detallado

• Dependiendo del ancho del pliegue, puede haber uno o más pliegues actuando sobre la viga. Esto afecta directamente al diseño estructural.

• Se considera el peso propio de la viga en el cálculo total, utilizando dimensiones específicas para obtener un momento máximo (Q * L² / 10).

Diseño y Armadura

• El cálculo del KH se realiza usando parámetros específicos como altura de la viga y momento calculado. Esto es fundamental para determinar las características estructurales.

• La armadura principal se diseña según los momentos positivos generados en la parte inferior de la viga, con consideraciones adicionales para armaduras secundarias.

Consideraciones Finales sobre Diseño

• Es importante entender que este procedimiento no solo aplica a vigas típicas sino también a situaciones específicas como tabiques con armaduras en ambas caras.

• El diseño puede variar; por ejemplo, una viga puede ser diseñada solo bajo el pliegue o atravesar completamente el área afectada por el plegado.

Procedimiento en Columnas

• En las columnas, se sigue un procedimiento similar enfocado en compresión con pandeo. Esto incluye calcular sección necesaria y verificar resistencia ante pandeo.

Cálculo de Cargas en Estructuras

Método para Calcular la Carga N

• La carga N se calcula utilizando una fórmula que considera la carga distribuida total de los plegados, dividiéndola por el número total de columnas.

• Se toma como ejemplo un Q del plegado de 1320, multiplicado por la luz del plegado (16 m) y dividido entre el total de columnas (14), distribuyendo así el peso total sobre todas las columnas.

Distribución de Cargas

• Este método asegura que todas las cargas sean iguales en cada columna, lo cual es crucial para mantener la estabilidad estructural.

• Se menciona la importancia de los apoyos y cómo trabajan, destacando que las vigas deben ser capaces de resistir deformaciones.

Detalles Constructivos y Verificaciones

• Se discuten ejemplos prácticos donde se debe cubrir una planta con un plegado, incluyendo verificaciones del hormigón y los hierros.

• Es esencial graficar la armadura y detallar encuentros para asegurar que se comprenden las deformaciones y su importancia en el diseño.

Diseño Estructural

• Al diseñar cubiertas, se debe considerar el esfuerzo máximo al que está sometida la estructura usando tipologías como el método "como viga".

• El diseño incluye verificar tensiones y deformaciones a través de un procedimiento completo con todas las verificaciones necesarias.

Ejemplos Prácticos

• Un ejemplo práctico incluye dibujar una cubierta para un gimnasio con dimensiones específicas utilizando hormigón armado o cáscaras.

• Los puntos críticos son aquellos donde se realizan verificaciones; estos incluyen esfuerzos por compresión, tracción y deformación generada por flechas.

Consideraciones Finales

• En ningún momento se requiere realizar cálculos numéricos detallados; más bien, se enfatiza en dibujar e indicar todos los componentes necesarios para entender el sistema estructural.

• La tarea final implica dibujar detalles constructivos sin necesidad de predimensionamiento numérico específico.

Diseño Estructural y Plegados en Hormigón Armado

Detalles de la Armadura y Encuentros

• Se discute la importancia de dibujar el detalle del plegado de la armadura, especialmente en su encuentro con la viga tímpano.

• Se sugiere que los estudiantes experimenten con diferentes formas para entender mejor el detalle estructural.

Diseño de Espacios Deportivos

• Se plantea un ejercicio sobre el diseño estructural de un espacio deportivo utilizando hormigón armado, enfatizando la ubicación y trabajo de los apoyos.

• Se menciona que las vigas trabajan a flexión mientras que las columnas están sometidas a compresión, en una planta de 25x45 m.

Predimensionado y Verificaciones

• El ejercicio requiere realizar todos los pasos del predimensionado para verificar las estructuras propuestas.

• Se destaca la necesidad de detallar el encuentro entre la cubierta y el apoyo, sugiriendo que se puede resolver con cáscaras o plegados.

Cubierta para Centro de Exposiciones

• Un nuevo ejercicio consiste en cubrir una planta de 25 por 150 m con una estructura plegada que permita luz cenital sin apoyos intermedios.

• La tarea incluye diseñar todos los elementos necesarios e indicar cómo trabajan, buscando ser lo más completo posible.

Consideraciones sobre Diseño Completo

• Es importante explicar cómo trabaja un plegado y considerar perforaciones para generar iluminación cenital sin alterar su forma básica.

• Los estudiantes deben repasar todos los pasos del diseño para asegurar que cada parte esté bien documentada y entendida.

Dudas sobre Plegados

• Se abre un espacio para preguntas sobre detalles específicos como el encuentro entre elementos estructurales.

• La discusión se centra en cómo representar gráficamente estos encuentros mediante esquemas axonométricos o cortes.

Introducción a Estereoestructuras

• Se introduce el tema siguiente: estereoestructuras, comenzando con imágenes ilustrativas antes de profundizar en conceptos teóricos.

Estructuras espaciales de barras de acero

Concepto de estereoestructura

• Se define la estereoestructura como una estructura espacial compuesta por barras de acero que trabajan en dos direcciones, similar a una losa, pero también en tres dimensiones al tener altura.

Diseño y características

• La estereoestructura incluye barras horizontales y diagonales que forman módulos piramidales con base cuadrada, repitiéndose en ambas direcciones.

• Permite cubrir grandes luces, alcanzando hasta 30 metros sin apoyos. Es más liviana y económica comparada con estructuras similares.

Montaje y desmontaje

• Las barras se unen mediante un sistema patentado que no requiere soldadura; se anclan mecánicamente, facilitando el armado y desarmado.

• Este diseño permite trasladar las piezas desarmadas a la obra, donde se ensamblan en el suelo antes de ser levantadas con grúas.

Estructura y resistencia

• La placa o estereoestructura tiene una altura considerable para trabajar por inercia. Se diseñan estructuras planas que funcionan como losas en dos direcciones.

• La estructura debe tener suficiente inercia para soportar momentos generados por flexión. Incluye cordones superiores e inferiores junto con diagonales que se encuentran en nudos específicos.

Variaciones del diseño

• Existen diferentes formas de diseñar estas estructuras; aunque el enfoque principal es sobre las planas, también pueden ser curvas.

• Se presentan imágenes ilustrativas del módulo piramidal repetitivo que cubre la planta cuadrada. El diseño debe permitir la vinculación adecuada durante su montaje.

Optimización estructural

• El diseño busca colocar las barras donde están los esfuerzos principales (compresión y tracción), evitando llenar toda la sección con hormigón pesado e ineficiente.

• Esto resulta en una estructura más óptima y liviana al concentrar materiales solo donde son necesarios para resistir fuerzas máximas.

Escala y adaptabilidad

• La estereoestructura tiene una altura significativa para cubrir grandes luces. Su diseño puede adaptarse a formas ovaladas o curvadas según sea necesario, aunque el enfoque inicial será mantenerlo cuadrado y simétrico.

Proceso de Construcción y Tipos de Nudos

Descripción del Proceso Constructivo

• El proceso comienza con la construcción en el suelo, donde se arma todo antes de ser levantado por grúas.

• Una vez que las estructuras están en su lugar, se colocan columnas específicas según el diseño.

• La obra finaliza cuando toda la estructura se apoya correctamente sobre los elementos diseñados.

Tipos de Nudos en Construcción

• Se mencionan diferentes tipos de nudos que dependen de la patente y la empresa fabricante.

• Un tipo comúnmente diseñado es el nudo esférico, que tiene características específicas para su uso en construcciones.