Diseño de estructuras, 5 cosas a tener en cuenta.
El diseño de estructuras es fundamental a la hora de proyectar la arquitectura. Avanzar en conceptos y tipologías requiere arriesgar y plantear estructuras diferentes a los modelos habituales. En este post se plantean 5 ítems a la hora de diseñar una estructura.
Resistencia a sismo
En las zonas sísmicas se debe tener en cuenta los terremotos en el diseño de estructuras. Esto se realiza reforzando los elementos estructurales para soportar esfuerzos a torsión. Los cuales se producen durante los seismos. Una forma de proteger la estructura de las torsiones es mediante pantallas o muros. Los cuales aguantan mejor las torsiones que los pilares.
El caso de del edificio metabolista “Capsule tower” de Kisho Kurokawa, situado en Japón es un ejemplo de edificio pensado para resistir a sismo, el concepto es un núcleo central, que actúa como columna vertebral del edificio. Alrededor del cual se sitúan las cápsulas.
Esbeltez
La relación entre base y altura de una estructura se denomina esbeltez. El límite legal en España es 1:200. Cuanto más esbelta la estructura mayor será su pandeo, por lo que una estructura debe tener una esbeltez que le permita soportar pandeos. Los cuales son asumibles o no dependiendo de los materiales y de la propia configuración estructural.
El edificio “Burj Khalifa”, de la firma Sidmore, es actualmente el edificio más alto del mundo con 828 metros. La gran esbeltez de éste edificio suponía un desafío, ya que los esfuerzos de pandeo de la estructura, debido al viento principalmente suponen un gran inconveniente en un único bloque.
La solución al problema fue dividir el edificio en varios bloques que actúan como contrafuertes de uno central, disminuyendo la sección del edificio conforme aumenta la altura.
Características del material
Los materiales para realizar la estructura deben ser capaces de soportar los esfuerzos que se le aplican, en los espesores proyectados. Es por ello que dependiendo de la necesidad, se deben utilizar materiales más resistentes cuando se deben soportar mayores esfuerzos, para evitar tener que aumentar el espesor de los elementos estructurales de forma exagerada.
El edificio “Intempo” doble torre situada en Benidorm, es un ejemplo de cómo se aprovechan al máximo las características mecánicas del hormigón, para situar un voladizo de unión entre las dos torres. Obviamente, utilizando hormigones de alta resistencia en las partes críticas.
Disposición de las cargas
En una estructura es probable que una parte de ésta soporte mayor carga que otra. Es por ello que su capacidad portante se debe ajustar a las necesidades de cada parte de la estructura, esto evita que partes de la estructura estén dimensionadas para cargas que no van a soportar. Con el consiguiente desperdicio de material.
El edificio Torres Blancas, situado en Madrid, es uno de los más famosos de Sáenz de Oiza. La intención de Oiza era crear un edificio de viviendas y oficinas, que se desarrollara orgánicamente, recorridos por núcleos de ascensores, escaleras e instalaciones. Esto se traduce en cambios de centro de gravedad por planta. Para solventarlo, arriostra la estructura con grandes muros de carga en fachada.
Dilatación del material
Los materiales modifican su volumen en función de los cambios de temperatura. En el caso del hormigón esto es problemático, ya que al ser un material duro pero poco flexible, un exceso de dilatación o retracción hace que la pieza supere el límite elástico y se fisure. La solución de diseño de estructuras a este problema se encuentra en las juntas. Las grandes estructuras se subdividen separándose con juntas estructurales, las cuales permiten la dilatación de éstas sin que se acumulen tensiones excesivas.
Las viviendas del “Ruedo” en la M-30 (Madrid) fue otro famoso proyecto de Sáez de Oiza. Se trata de un gran bloque de viviendas sociales enrollado sobre sí mismo. El nconcepto era crear un espacio protegido de la autovía. Para ello, no construyó una sóla estructura que abarcara todo el proyecto, sino que segmentarizó en sectores con juntas estructurales. Esto evita, que la estructura sufra tensiones excesivas, que la fisurarían, por las expansiones y retracciones del hormigón.
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