Estructuras singulares Estructuras singulares en la edificacinen la edificacin

porpor

Luis M. Luis M. BozzoBozzoProf. Universidad de GironaProf. Universidad de GironaM.M.ScSc., ., PhPh.D. Universidad de .D. Universidad de California, California,

BerkeleyBerkeley

Obras proyectadas en Obras proyectadas en colaboracin con los arquitectos:colaboracin con los arquitectos:

R. R. BrufauBrufau y asociadosy asociados

Antonio BlzquezAntonio Blzquez David Garca, BIS Arquitectos David Garca, BIS Arquitectos

Obras:Obras:

Solicitaciones dinmicas. Solicitaciones dinmicas. Terremotos.Terremotos. Proyecto el Proyecto el bajiobajio, Mxico., Mxico.

Lminas de hormign reforzado con Lminas de hormign reforzado con fibrasfibras

Puentes mixtosPuentes mixtos

Obras:Obras:

Solicitaciones dinmicas. El Solicitaciones dinmicas. El metrometro Proyecto aislamiento de base Proyecto aislamiento de base

Hospital de San Hospital de San PauPau

Obras:Obras:

Proyectos en desarrolloProyectos en desarrollo Edificios con disipadores de Edificios con disipadores de

energa. Sistema SL (energa. Sistema SL (UdGUdG)) Ensayos mesa vibrante ISMESEnsayos mesa vibrante ISMES Ensayos mesa vibrante LisboaEnsayos mesa vibrante Lisboa

Obras:Obras:

Postensado Postensado en grandes luces y/o en grandes luces y/o cargascargas JcenasJcenas

Club Club Natacin Sabadell (L45x30)Natacin Sabadell (L45x30) Estacin de autobuses de Estacin de autobuses de

SauquetSauquet(L25x10)(L25x10) Auditorio de Girona(L35x25)Auditorio de Girona(L35x25)

LosasLosas Torres Torres AgbarAgbar, Barcelona(V12), Barcelona(V12)

Obras:Obras:

Losas mixtasLosas mixtas Biblioteca U. de Lrida(12x12)Biblioteca U. de Lrida(12x12)

Losas reticulares mixtas Losas reticulares mixtas Fbricas Universal textil (L70x40) Fbricas Universal textil (L70x40)

y NITEX (L50x50), Lima, Per.y NITEX (L50x50), Lima, Per. Hangares 63m y 45mHangares 63m y 45m Forum 2004, Barcelona.Forum 2004, Barcelona.

Diseo estructural Diseo estructural cualitativo. cualitativo. Planteamiento del esqueleto Planteamiento del esqueleto

resistente dentro del volumen resistente dentro del volumen planteado inicialmente por el planteado inicialmente por el arquitectoarquitecto

Esqueleto visto Esqueleto visto vs vs ocultooculto Mecanismos claros de trasmisin de Mecanismos claros de trasmisin de

cargascargas Formas estructurales resistentesFormas estructurales resistentes Trabajo ptimo de los materiales Trabajo ptimo de los materiales

bajo tensiones primariasbajo tensiones primarias

Proyecto El Proyecto El BajioBajio, , MexicoMexico

Lminas reforzadas con fibras Lminas reforzadas con fibras de acerode acero

Cuatro tipologas bsicasCuatro tipologas bsicas L 21mL 21m L 27mL 27m L 58 (29+29)mL 58 (29+29)m L 47 (18+29)mL 47 (18+29)m

Laminar 1 Laminar 1

Luz de 21m.Luz de 21m. Canto variable Canto variable

35 a 6cm35 a 6cm Forma Forma

estructural:estructural: Min. peso y Min. peso y

carga dinmicacarga dinmica Mayor Mayor

estabilidad (c.g)estabilidad (c.g)

Laminar 2Laminar 2 Luz de 27mLuz de 27m Canto variable 35 a 7cmCanto variable 35 a 7cm Nuevo material:Nuevo material:

Hormign reforzado con fibras. Ductilidad y Hormign reforzado con fibras. Ductilidad y resistencia a traccinresistencia a traccin

Laminar 3Laminar 3

Luz de 58 (29 + 29)mLuz de 58 (29 + 29)m Canto variable de 30 a 6cmCanto variable de 30 a 6cm Forma estructural:Forma estructural:

Crucetas de Crucetas de punzonamientopunzonamiento

Laminar 4Laminar 4

Luz de 47 (18+29)mLuz de 47 (18+29)m Canto variable de 30 a 6cmCanto variable de 30 a 6cm Forma estructural:Forma estructural:

Pilares inclinadosPilares inclinados

Proyecto el Proyecto el bajiobajio, , MexicoMexico

Puentes esqueleto Puentes esqueleto resistente mixtoresistente mixto

Tres tipologas Tres tipologas bsicas con luces bsicas con luces entre 124m y 200mentre 124m y 200m

Altillo suspendido y Altillo suspendido y detalles de unionesdetalles de uniones

Proceso Proceso constructivoconstructivo

Esqueleto resistente Esqueleto resistente primarioprimario

Arcos de seccin variable mixtosArcos de seccin variable mixtos Proceso constructivo propuesto en base Proceso constructivo propuesto en base

al esqueleto resistenteal esqueleto resistente

Secciones de arco Secciones de arco mixtomixto Conectores longitudinales y transversalesConectores longitudinales y transversales Para luz de 120m y separacin de arcos Para luz de 120m y separacin de arcos

entre 27 y 23m, canto vara entre 1,87m y entre 27 y 23m, canto vara entre 1,87m y 1,20m1,20m

Secciones de vigas Secciones de vigas transversales mixtastransversales mixtas Luz entre 27 y 23 m con separacin entre Luz entre 27 y 23 m con separacin entre

ellas de 7,2m y canto total parablico ellas de 7,2m y canto total parablico entre 80 y 170cmentre 80 y 170cm

Extremos articulados para simplificar Extremos articulados para simplificar proceso constructivo y de clculoproceso constructivo y de clculo

Detalles vigas Detalles vigas transversalestransversales

Altillo colganteAltillo colgante Aumentar m2 de Aumentar m2 de

exposicinexposicin Superficie inferior Superficie inferior

libre de pilareslibre de pilares Pretensado Pretensado por el por el

propio peso del propio peso del altilloaltillo

Cables cruzados Cables cruzados para dar rigidezpara dar rigidez

DetallesDetalles Mecanismos Mecanismos

alternativos de alternativos de cargacarga

Reduccin de Reduccin de fuerza ssmica fuerza ssmica distinta entre distinta entre subsub--sistemas sistemas estructuralesestructurales

Evitar fallo frgil Evitar fallo frgil por inversin de por inversin de tensionestensiones

Rampas lateralesRampas laterales Pilares altura variablePilares altura variable Cortante proporcional al cubo de la alturaCortante proporcional al cubo de la altura Solucin estructural optima aislando Solucin estructural optima aislando

extremo superior de pilares (aislamiento extremo superior de pilares (aislamiento de friccin tipo FPS o similar)de friccin tipo FPS o similar)

Aislamiento de base Hospital Aislamiento de base Hospital de San de San PauPau

Quirfanos Quirfanos aproximadamente a aproximadamente a slo 1slo 1--3m del paso 3m del paso lnea Metrolnea Metro

Con sus 60.000,Ton Con sus 60.000,Ton es el hospital ms es el hospital ms pesado del mundo pesado del mundo con esta tcnicacon esta tcnica

Ensayos in situ Ensayos in situ mostraban mostraban frecuencias frecuencias energticas en energticas en rango superior a los rango superior a los 10Hz10Hz

Sistema de aislamiento Sistema de aislamiento GERBGERB

Frecuencia del Frecuencia del aislamiento aislamiento seleccionada 3,5Hz seleccionada 3,5Hz

Frecuencia de 10Hz Frecuencia de 10Hz medidas in situ medidas in situ corresponde a cota corresponde a cota sin excavarsin excavar

Sistema Sistema recambiable recambiable con con rigidecesrigideces vertical y vertical y horizontal definidashorizontal definidas

Seccin tipo Hospital Seccin tipo Hospital de San de San paupau

Postensado Postensado redujo considerablemente el peso propioredujo considerablemente el peso propio Costo aislamiento aproximadamente 5000pts/ton aisladaCosto aislamiento aproximadamente 5000pts/ton aislada Superficie difana con mdulos de 12,5x6,5m Superficie difana con mdulos de 12,5x6,5m

Proyectos en desarrolloProyectos en desarrollo Edificios con Edificios con

disipadores de disipadores de energa o fusibles energa o fusibles ssmicosssmicos

Dao localizable, Dao localizable, fcil de reemplazarfcil de reemplazar

Disipacin de Disipacin de energa estable y energa estable y predeciblepredecible

Ensayos en mesa Ensayos en mesa vibrante. Cambio vibrante. Cambio de frecuencias de frecuencias protege edificioprotege edificio

Proyectos en desarrolloProyectos en desarrollo Construccin Construccin

convencionalconvencional Fusibles ssmicos Fusibles ssmicos

fciles de fabricar fciles de fabricar e instalare instalar

Paso natural Paso natural adicional en el adicional en el diseo diseo sismorresistente sismorresistente actualactual

PostensadoPostensado en grandesen grandes luces y/o luces y/o cargas(club natacin Sabadell)cargas(club natacin Sabadell)

Club Club natacin natacin sabadellsabadell

Club Club natacin natacin sabadellsabadell

Club Club natacin natacin sabadellsabadell

Club Club natacin Sabadellnatacin Sabadell

Club Club de natacin Sabadellde natacin Sabadell

Estacin de autobuses de Estacin de autobuses de SauquetSauquet(L25x10)(L25x10)

Pilares mixtos Pilares mixtos dimetro 35cmdimetro 35cm

Extremo superior Extremo superior articuladoarticulado

rea de carga rea de carga 175m2 con uso de 175m2 con uso de 20kN/m220kN/m2

Canto mximo de Canto mximo de jcena 1,2mjcena 1,2m

TrazadoTrazado

Pilar Pilar semisemi--articuladoarticulado

Doble platina Doble platina entre neoprenosentre neoprenosPasado central Pasado central para cargas para cargas laterales de laterales de frenadofrenado

Losas Losas postensadaspostensadas Torre Torre AGBARAGBAR

Voladizos de hasta Voladizos de hasta 10,5m con canto 10,5m con canto variable entre 0,25 variable entre 0,25 y 0,5my 0,5m

Trazado recto con Trazado recto con excentricidad excentricidad geomtrica y geomtrica y siguiendo forma siguiendo forma radialradial

Sobre carga de uso Sobre carga de uso 300kg/m2300kg/m2

Esbeltez entre L/40 Esbeltez entre L/40 y L/20 y L/20

Losas reticulares mixtasLosas reticulares mixtas Sistema desarrollado Sistema desarrollado

en el Per por el ing. M. en el Per por el ing. M. BozzoBozzo

Optimo para diseo Optimo para diseo sismorresistente y sismorresistente y grandes luces y/o grandes luces y/o cargascargas

Peso propio de slo Peso propio de slo 150kg/m2 para luces de 150kg/m2 para luces de hasta 40x40mhasta 40x40m

Se han construido Se han construido arcos, cpulas, arcos, cpulas, cubiertas planas y cubiertas planas y lminas plegadas lminas plegadas mixtasmixtas

Fabrica textil NITEXFabrica textil NITEX Luces de 50x50m Luces de 50x50m

con pilar centralcon pilar central Vigas Vigas VierendelVierendel de de

hormign permiten hormign permiten iluminacin naturaliluminacin natural

Aislamiento Aislamiento ssmico de pilar ssmico de pilar centralcentral

Fbrica textil NITEXFbrica textil NITEX

Fbrica Universal Textil(70x40m)Fbrica Universal Textil(70x40m)

Hangar aeropuerto del Callao, Hangar aeropuerto del Callao, Lima. (62,4m)Lima. (62,4m)

Hangar, proceso constructivoHangar, proceso constructivo

Fuerzas de membrana losa Fuerzas de membrana losa superior de 5cmsuperior de 5cm

Cubierta 20x52m Cubierta 20x52m Ejemplo libro losas reticulares mixtas de Ejemplo libro losas reticulares mixtas de prxima publicacin editorial Reverteprxima publicacin editorial Reverte

Losa reticular mixta generalizada Losa reticular mixta generalizada (sistema patentado)(sistema patentado)

Esqueleto metlico Esqueleto metlico en funcin de la en funcin de la obraobra

Multiplicidad de Multiplicidad de barras para lograr barras para lograr trabajo de losatrabajo de losa

Separar tracciones Separar tracciones de compresionesde compresiones

Uso de espacio Uso de espacio interior para interior para instalacionesinstalaciones

Comportamiento tipo losa Comportamiento tipo losa (ejemplo 50x50m)(ejemplo 50x50m)

Inercia similar a losa Inercia similar a losa maciza pero peso 80maciza pero peso 80--90% menor 90% menor (correspondiente (correspondiente reduccin fuerza reduccin fuerza ssmica).ssmica).

Clculo dcada de los Clculo dcada de los 80 con elementos 80 con elementos finitos mixtos tipo finitos mixtos tipo placa desarrollados por placa desarrollados por L. L. BozzoBozzo

Potencia de clculo Potencia de clculo actual permite actual permite generalizar mallageneralizar malla

Estudio Estudio paramtrico paramtrico caractersticas del separador caractersticas del separador metlicometlico

Diagonales en traccin para disminuir Diagonales en traccin para disminuir potencial colapso progresivo (ejemplo potencial colapso progresivo (ejemplo malla espacial ligera estadio USA y fbrica malla espacial ligera estadio USA y fbrica NETALCO)NETALCO)

Separacin de malla entre h y 2hSeparacin de malla entre h y 2h

Resumen resultados estudio Resumen resultados estudio paramtricoparamtrico

Pretensado Pretensado zonas en zonas en traccintraccin

Pretensado Pretensado se se concentra en malla concentra en malla correspondiente correspondiente (ncleo central)(ncleo central)

ContraflechaContraflechaprcticamente nulaprcticamente nula

Evitar Evitar fisuracinfisuracin, , controlar diferidos, controlar diferidos, empleo de acero de empleo de acero de mayor resistenciamayor resistencia

Proyecto bsico Forum 2004Proyecto bsico Forum 2004

Luces de 60x50m sin pilares con cargas Luces de 60x50m sin pilares con cargas superiores a 20kN/m2superiores a 20kN/m2

MacroMacro--cubierta triangular de 180x180mcubierta triangular de 180x180m Peso acero estructural 50kg/m2 por rea til.Peso acero estructural 50kg/m2 por rea til.

Losas mixtasLosas mixtas Desarrollo a partir Desarrollo a partir

sistema Finlands sistema Finlands (ing. (ing. Matti OllilaMatti Ollila))

Jcenas Jcenas semisemi--prefabricadas prefabricadas pretensadas pretensadas mixtas mixtas entre ejes de entre ejes de pilarespilares

Prelosas Prelosas pretensadas pretensadas apoyadas en ellasapoyadas en ellas

Luces de 12x12m Luces de 12x12m con 30cm de cantocon 30cm de canto

Esqueleto metlicoEsqueleto metlico

Prueba de carga en laboratorio Prueba de carga en laboratorio general de ensayos de Cataluageneral de ensayos de Catalua

Programa educacional gratuito en pgina Programa educacional gratuito en pgina web departamento construccin industrial web departamento construccin industrial Universidad de GironaUniversidad de Girona

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