Alternativas de Arquitectura y Estructura

5/25/2018 Alternativas de Arquitectura y Estructura

1/12

Alternativas de Cubierta del Estadio en Cuestin

Para definir la estructura resistente de la cubierta, habr primero que definir

lineamientos arquitectnicos bsicos de la misma. Para realizar un anlisis del entorno

en el que se encuentra el Estadio, para ello se utilizaran fotografas digitales de la zona

del Estadio en cada una de sus vistas: Norte, Sur, Este, Oeste a fin de rescatar elementosque puedan respetarse a la hora de disear la cubierta.

A continuacin se mostrarn fotografas de dichas vistas:

Vista hacia el Norte desde el Estadio

Vista hacia el Sur desde el Estadio


2/12

Vista hacia el Este del Estadio

Vista hacia el Oeste desde el Estadio

Como puede observarse en las fotografas, los elementos que se destacan del entorno

son las lneas curvas dictadas por los cerros que forman el Valle de Lerma, tambin se

puede apreciar (en las fotografas siguientes) que no existe una urbanizacin en altura

que sea considerable y que se imponga o que compita con los cerros.


3/12

Vista del Estadio hacia el Este a nivel del suelo

Fotografa area de la zona circundante al Estadio Mundialista.


4/12

Fotografa desde el interior del Estadio hacia el Sudeste.

Las alternativas que se consideren en el diseo respetarn los elementos del panoramacircundante el cual se compone por las siluetas de los cerros principalmente, es decir

que en el planteo esttico primarn las lneas curvas y se evitarn diseos que requieransalientes como ser puntas o soluciones que produzcan efectos similares.

Ampliando sobre el punto anterior, a fin de hacer mas explcita la idea, se evitarndiseos como los mostrados a continuacin:

O2 Arena Londres - Inglaterra


5/12

Liverpool Stadium Inglaterra

Millenium Stadium Gales


6/12

Cabe destacar que los sistemas estructurales tipo domo o todos aquellos que den

soluciones de cerramiento total se descartaron ya que se considera que la capacidad del

estadio (an si se ampliase en las esquinas) no es la suficiente como para enfrentar una

solucin de tales proporciones.

Los diseos existentes que se utilizarn como base para la eleccin de la cubierta sern

aquellos que consistan en arcos, voladizos o prticos segn la tipologa descriptaanteriormente; es decir que se utilizarn sistemas estructurales que puedan imprimir el

carcter los elementos curvos en la solucin.

A continuacin se mostrarn posibles sistemas estructurales que respeten los

lineamientos anteriormente propuestos:

Sistemas de prticos, ya sea en forma de arcos o de vigas y columnas como lo descriptoen la seccin de estructuras resistentes.

MSV Arena Duisburg Alemania, Ejemplo de prticos sin columnas intermedias.


7/12

Kobe Wing Stadium Kobe Japn, ejemplo de prticos de seccin curvada.

Sistemas estructurales de voladizo, tambin entraran dentro de las pautas enunciadasanteriormente

Frank Clair Stadium - Ottawa Canad,


8/12

Se modelarn los esquemas estructurales descriptos con la finalidad de ir conociendo de

antemano la manera en la que se comportan estas estructuras ante las cargas de peso

propio y sobrecargas usuales.

Se tomaron en cada caso valores de cargas gravitatorias de 15 kg/m2 y de sobrecargas

de 30 kg/m2.

Sistema Estructural de Voladizo

Para este sistema se hizo un modelo simple de un voladizo, se tom 16m de altura y

36m de longitud del voladizo con una separacin entre los mismos de 30m. Para estasconsideraciones se obtuvieron los siguientes resultados de los modelos:

Diagrama de Momentos (kNm)

Diagrama de Esfuerzos Normales (kN)


9/12

Si se plantea un sistema de voladizos, sera mas conveniente utilizar reticulados planos

que permiten un mejor desempeo estructural; para ello se cambi el modelo y para la

alternativa se tomaron reticulados de 3m de lado cada 30m y las mismas condiciones de

altura y longitud del voladizo que en el planteo anterior.

Los resultados obtenidos se muestran en el diagrama siguiente:

Diagrama de Esfuerzos Normales

Sistema Estructural de Prticos

Si se planteara una solucin utilizando un sistema estructural de prticos, se deberaconsiderar un prtico que posea una relacin de altura de viga reticulada y luz de 1:12

como se recomienda en la normativa inglesa de cubierta de estadios Roof Stadia.Para este caso se tendr que cubrir una luz total de 140m con una altura de viga de 12m

soportadas por columnas laterales de 10m de altura compuestas por un reticulado de10m de lado; siguiendo este lineamiento, un modelo de la solucin tendra similar

comportamiento a lo que se presenta a continuacin:


Otra alternativa para este tipo de solucin es la de la seleccin de un arco de luz libre de

140m con una flecha adecuada que permita una buena visibilidad por parte de los

espectadores. En principio este tipo de sistema estructural es el tipo de solucin mas

usado cuando se pretende tomar una cubierta soportada por un prtico debido a los


10/12

beneficios geomtricos que posee la forma curva del mismo que, en general, brinda

esfuerzos de compresin principalmente en funcin a la curvatura del mismo.

Se realiz as un modelo de un arco de dichas caractersticas que arroj los siguientes

resultados:

Diagrama de Momentos

Diagramas de Esfuerzos Normales

Queda en evidencia por los valores obtenidos que un arco posee grandes ventajas frentea un sistema de prticos (valores mas bajos de tensiones y uniformidad de valores), esto

lo convierte en una muy buena alternativa aunque la dificultad de este sistema radica enlas alturas de visibilidad de las gradas.

En el caso concreto del Estadio Mundialista, las alturas de gradas son de 16m en generallo que hace que el arco que se utilice como solucin deba garantizar una visibilidad

total, tanto en el largo y ancho de las gradas; esto conduce a mayor longitud del arco y

crecimiento en altura (aumento de la flecha), lo que se traduce en un crecimiento de los

costos.

Otra alternativa utilizando este sistema estructural sera el de plantear el arco como un

reticulado, de esta manera disminuirn los valores de esfuerzos normales en los

miembros y se tornaran an mas pequeos los valores de momento y corte en las

secciones.

Puede verse esto a continuacin:


11/12

Esquema Utilizado


En los arranques del arco, los valores son similares pero los beneficios se muestran

hacia la clave del mismo.

Definicin del sistema a utilizar

En funcin de lo expuesto anteriormente restara definir el sistema estructural a utilizar,

podra aplicarse el mismo sistema para las plateas y las tribunas o bien podr optarse

por un sistema distinto para cada una. Otra alternativa que surge es la de combinar estos

sistemas, por ejemplo un sistema de prtico frontal (del lado del campo de juego) y un

sistema de voladizos en la parte trasera. Esto se deber analizar para obtener el sistema

mas adecuado y mas conveniente.

Una propuesta sera la de utilizar un sistema reticular de voladizos en la totalidad de las

tribunas y plateas logrando as sistemas mas sencillos de analizar pero a su vez con la

desventaja de que los efectos de viento y sismo actuaran independientemente en cada

sistema de cubierta; cabe destacar tambin que la falta de unidad estructural en la

cubierta de las gradas generar un sistema de vrtices debido al viento que deber serestudiado en detalle para obtener correctamente los esfuerzos que stos producirn.

Por otro lado se puede optar por un sistema de prticos vinculados entre s entre todas

las cubiertas de las tribunas y plateas, de este modo la estructura trabajar como unaunidad ante los efectos ssmicos y de viento.

Tambin surge la propuesta de realizar un sistema integral de cubierta con arcos, esto esutilizando un prtico de arcos para cada tribuna y platea.


12/12

Dentro de todos estos sistemas propuestos se elegir una alternativa de diseo y se la

estudiar en detalle, realizando el clculo de los elementos principales y secundarios de

soporte as como de los elementos de unin, superficie de cubierta y fundaciones.

Documents

Alternativas de Arquitectura y Estructura