Que es una estereoestructura: Es una estructura espacial reticulada compuesta por barras y nudos que unidos entre sí forman un tejido s inérgico extremadamente resistente y liviano. Consiste de por lo menos dos mallas paralelas externas y una malla interna conectiva. La combinación de estas mallas forman a su vez una compleja red geométrica y repetitiva de polígonos, poliedros y triángulos equiláteros.
Definición de términos:
elemento ento ríg ida (s ólidas ólidas por el traba trabajo jo a compres compres ión), pri s mática mática o cilíndrica, líneales líneales y r ectos, Barras: Pi eza o elem esbeltos esbeltos (preferenteme (preferentemente nte cortas cortas por el traba trabajo jo a compres compres ión), de s ección mínima compa comparada rada con s us otras otras dimensiones capaces capaces de conducir conducir esfuerzos axiles de tracción tracción o compresión a lo lo larg larg o de su eje baric baric éntrico. Las barras barras pueden pueden es tar tar formada formadass por tubos redondos o cuadrados, cuadrados, ángulos, barras barras o planchuela planchuelass
pu ntos de conc urren ur renci cia a de las las barr b arras as.. Un nudo puede es tar compues to por uno, Nudos: (del latín nodus ) S on los puntos dos o tres elemen elementos tos que tienen como finalida finalidad d unir firmemente firmemente las las barras barras concurr entes. entes. E n caso de unir los extremos de las las barras c on s oldadura, oldadura, es es ta mis ma s oldadura oldadura uniendo y fundi endo las las barras la que actúa actúa de nudo.
Retícula: ( del latín latín r eticulum) Tejido con forma de red. Conjunto de dos dos o más más cordones o hilos c ruzados ruzados o
paralelos .
tereos ) S olido. olido . Estéreo: ( del g rieg o s tereos dos o más más causas c uyo efecto efecto es s uperior a la s uma de Sinergia: (del griego synergia) Cooperación. A cci ón de dos los efectos individuales individuales .
Composición de los materiales de una estereoestructura: Las estereoestructuras se fabrican por lo general con metales siendo los más comunes el acero y el aluminio preferentemente. También También existen variantes variantes en plásticos inyectados, extruidos o compuestos como por ejemplo el PRFV.
Qué formas puede tener una estereoestructura?: Cualquiera. Las estereoestructuras pueden ser rectas o curvas, o una combinación de ambas. Por lo general para estructuras laminares rectas todas las barras tienen la misma longitud y en el caso de construir estructuras laminares curvas las barras de los cordones superiores tienen una longitud diferente a los cordones inferiores o viceversa. Una estereoestructura por definición debe estar compuesta como mínimo de dos mallas paralelas y una malla conectiva inclinada.
Qué ventajas tiene una estereoestructura? La principal ventaja de una estereoestructura es su relación peso-resistencia. La liviandad de sus componentes unidos formando grandes placas laminares sinérgicas de extraordinaria resistencia para la aplicación de una gran variedad de usos. La facilidad de ensamble de sus partes es otra ventaja muy importante, ya que permite que una amplia red social pueda construir con ella con prácticamente ningún conocimiento o poca dirección.
Qué debe tenerse en cuenta al diseñar o especificar una estereoestructura?
Liviandad de sus componentes. Resistencia a la corrosión. Buena resolución del nudo. Evitar corrosión galvánica por diferentes uniones de distintos metales. Evitar mantenimiento. Fácil manipulación y ensamble
COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
Una es tereoestr uctura puede comportars e como una los a, tabique, vig a o columna. Comportamiento de la es tereoestr uctura como losa: La malla externa su perior es tá s ometida a compres ión y malla externa infer ior es tá s ometida a tracción tomando ambas los es fuerzos axiles. ·
·
La malla conectiva o intermedia toma los es fuerzos de res balamiento.
Una estereoes tructura también puede comportars e como un tabique, donde todo el conjunto estará sometido a flexocompresión.
ESTRUCTURAS ESTÉREAS A la hora de aportar una definición, la bibliografía técnica sobre el tema resulta diversa y nada precisa. En un sentido amplio, una estructura espacial es toda aquella estructura que se presente físicamente en las tres dimensiones. Matizando la definición, se ha entendido históricamente a la estructura espacial como aquella que tiene una distribución de cargas solidaria y uniforme a través de las tres dimensiones. Una cercha funcionando en x, y, z.
Por tanto se puede entender una estructura espacial como el sistema constructivo que mediante una serie de elementos finitos interconectados entre sí, en una o varias capas, constituyen una unidad en la que la distribución de cargas es tridimensional y uniforme a través de toda ella, opuesto a la transferencia lineal de cargas en un sistema tradicional de vigas. El trabajo solidario de todos los elementos, tanto barras como nodos, produce un reparto espacial equitativo de todos los esfuerzos . Así, los valores máximos de las solicitaciones son normalmente muy inferiores a los que se producirían en una estructura equivalente tradicional. Es decir, todos los pequeños elementos soportan la misma (opuesto al sistema vigueta-viga-pilar-zapata tradicional).
carga y por tanto, no existe jerarquía
De este modo es posible eliminar gran cantidad de volumen de material con respecto al que haría falta para una estructura equitativa tradicional. Las estructuras estéreas presentan muy poco peso propio, además de aportar una gran solidez; es por esto que se usan principalmente para cubrir luces muy amplias, ya sea estadios, pabellones, terminales…
Ejemplo de estereoestructura para la cubierta del Polideportivo San Pablo en Sevilla Imagen obtenida de www.sevilla21.es
Su funcionamiento es simple: dos únicos elementos (barras y nodos) se combinan para generar todo el sistema estructural. Aportan una solución constructiva que, si bien es más costosa de calcular (por el gran número de elementos), su fabricación es automática: a base de elementos prefabricados iguales que no precisan de mano de obra cualificada (ya que su unión es mecánica y no por soldadura en la mayoría de los casos). Las estereoestructuras pueden presentar una gran variedad de formas , pero quizá las más usuales sean aquellas que se generan paralelas al plano de superficie. Se usan, como ya se ha dicho, para
cubrir grandes luces, ya que dan un resultado eficiente y ligero (e incluso barato) que las estructuras tradicionales de hormigón. Un perfecto ejemplo podría ser la Casa Molecule, que emplea las estructuras estéreas para dar solución no sólo a la cubierta, sino a todo el sistema estructural de la vivienda.
Casa Molecule, Buenos Aires. (Matías Konstandt, 2002) Imagen obtenida de bepoor.files.wordpress.com
Aún así, más allá de esta forma simple hay un sinfín de posibilidades. Por ejemplo, Frei Otto realiza para el Pabellón Multihalle de Mannheim (1975) un espacio amplio sin pilares intermedios mediante una estructura a base de bóvedas y catenarias que se intersecan. Debido a la complejidad del cálculo (y los pocos medios informáticos para la época) no hubo tal: se hizo una prueba de carga apilando sacos de tierra encima de una maqueta 1:10.
Multihalle de Mannheim, Frei Otto Imagen obtenida de www.pritzkerprize.com
Una de las últimas innovaciones materiales en la construcción de estructuras estéreas va de la mano de Shigeru Ban y el Pabellón de Japón para la Exposición Universal del 2000. La estructura supone una fusión elegante de la parte superior de tres cúpulas geodésicas, para crear un pabellón de planta rectangular con tres elevaciones serpenteantes que se disponen transversalmente. Es un sistema sencillo de doble capa , reforzado mediante diversos arcos fajones dispuestos a lo largo de la planta, que soportan también una cubierta tensada de polivinilo traslúcido blanco.
Espacio interior del Pabellón de Ban Imagen obtenida de arquialter.files.wordpress.com
La aportación de Ban alude al material. Tal y como ya había hecho anteriormente, genera las barras de la estereoestructura a partir de un conglomerado de cartón. Se dispone un entramado de barras de perfil tubular en cuadrícula ortogonal que en este caso no presentan nudos, sino que están unidas mediante un sistema de atado por correas plásticas blancas. Tradicionalmente, las estructuras estéreas no han sido excesivamente usadas, ya que el cálculo manual limitaba la complejidad de las formas y disposiciones. Actualmente, el cálculo informático ha ayudado al desarrollo de geometrías y planteamientos mucho más complejos. Es por ello que hoy en día proliferan estructuras de apariencia mucho más compleja pero asimismo mucho más libre. Se pueden destacar la Cubierta de la National Gallery, de Foster and Partners, la del Palacio de Telecomunicaciones de Madrid, de Francisco Rodríguez de Pantearroyo o New Trade Fair en Milán, de Fuksas Studio.
New Trade Fair, Milán (Fuksas Studio, 2012)
Plano Sección transversal (Alzados)
Detalles constructivos (estructura de cubierta)
Detalles constructivos (estructura de cubierta)