tridilosas

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FACULTAD DE ARQUTECURA URBANISMO Y ARTES

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ESTRUCTURAS ESPECIALES


Informe

TRIDILOSAS INTRODUCCION Muchos descubrimientos en el campo estructural se han dado paso con el boom de la construcción, por lo que en este informe se estudiara este elemento estructural liviano y a la vez mixto (concreto y acero) que genera ventajas en la construcción. El objetivo de este informe es tener conocimientos para desarrollar una maqueta a escala, en la cual podamos verificar su resistencia y demás características. Se espera que este informe sea de interés para los estudiantes y profesionales del área estudiada.


FUNDAMENTO TEORICO: DEFINICIÓN DE TRIDILOSA

La tridilosa es una estructura tridimensional altamente ligera y de tablero mixto (combinando la zona comprimida de concreto (hormigón), con la zona traccionada de acero), fue inventada en 1966 por el ingeniero mexicano Heberto Castillo

Es una novedosa técnica para construir elementos estructurales que pueden reemplazar, con grandes ventajas, al uso tradicional de l a losa de concreto reforzado en muchas de sus aplicaciones convencionales. Heberto Castillo ha tomado en cuenta cierta concepción tridimensional de las estructuras que proponía el arquitecto José Priani en un ensayo para lograr cubiertas baratas para casa habitación. A la estructura tridimensional, le fue incorporado el material más popular en la construcción de los últimos cincuenta años, el concreto. El resultado se traduce en una estructura mixta de acero y de concreto. En su libro "Nueva teoría de las estructuras", Castillo nos presenta una teoría que permite él cálculo elástico de estereoestructuras articuladas o continuas con el mismo grado de sencillez que lo relativo a estructuras planas. Así demuestra, en relación a las estructuras articuladas hiperestatica, que a medida que aumenta su grado de hiperestaticidad, los esfuerzos en las barras se aproximan más y más a un valor promedio fijo. Teniendo esto en mente, Castillo realizo el estudio de las estereoestructura tubulares sugeridas por Priani y desarrolladas por Fuller y Makowski respectivamente en Estados Unidos e Inglaterra, pero reemplazando los elementos tubulares en compresión, en lo que pudiera llamarse el lecho superior de l a pieza, por elementos de hormigón.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE ARQUITECTURA URBANISMO Y ARTES Básicamente la tridilosa, es una estereoestructura en la cual los elementos en compresión de la parte superior son de concreto y los elementos en tensión de la parte inferior son de acero de alta resistencia o acero de preesfuerzo. Las uniones de tales elementos se logran mediante otros elementos de acero distribuidos especialmente, los cuales reemplazan a los tradicionales estribos. Debe destacarse que todos los elementos participantes toman fundamentalmente esfuerzos simples. El trabajo racional de los materiales consiste en que el concreto se coloque en las zonas en donde hay fuerzas de compresión y el acero en donde hay tensión.

Estructura de la tridilosa

CARACTERISTICAS DE LA TRIDILOSA:


Las principales características de este sistema son: •

En la tridilosa se consigue eliminar el 66 por ciento de peso muerto de la estructura tradicional, ya que en ella no existe concreto fracturado que no trabaja. En la parte superior la tridilosa lleva una capa de concreto de 5 cm. De espesor aproximadamente que sirve de elemento resistente a la compresión y hace además las veces de piso. En la parte inferior se puede poner también otra capa de concreto de 4 a 5 cm. De espesor, o solamente un falso techo, que en el caso de la tridilosa resulta muy económico por eliminarse las canaletas, ya que el metal desplegado se amarra de las varillas de la tridilosa. También en la parte inferior se puede poner una zona (los ejes de columnas) con concreto y el resto con falso techo, o se puede dejar aparente la estructura sin recubrimiento por abajo, según las condiciones que se den en cada caso.

La malla superior o inferior de acero es la que absorbe las fuerzas de tensión que originan las cargas verticales horizontales que actúan sobre la estructura, y los elementos diagonales inclinados de acero son los que

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE ARQUITECTURA URBANISMO Y ARTES absorben las fuerzas de tensión o comprensión que corresponderían al llamado esfuerzo cortante. De lo anterior se concluye que la tridilosa es una estructura sumamente ligera, con un peso muerto que oscila de l00 a 240 kg/m2 como máximo, para elementos con claros de 20.0 m. el espesor de 5 cm. De la capa de concreto es suficiente para absorber la compresión que originaria una carga de l000 kg/m2. Una de las grandes ventajas de la tridilosa es que al aumentar el claro de la losa, no aumentamos el peso de la misma, pues solo modificaríamos el peralte aumentando el espacio de aire entre las capas superior e inferior; pero sin aumentar el peso del concreto. Respecto a su funcionamiento y estabilidad, la tridilosa tiene la ventaja de que es hiperestatica con un gran número de incógnitas, razón por la cual al ocurrir una falla local de la estructura, se efectúa una redistribución de esfuerzos pero subsistiendo el equilibrio. Entonces al ser la tridilosa una estructura de un grado muy alto de hiperestaticidad, soporta una gran cantidad de deficiencias en la construcción.

Edificio FORUM-Barcelona

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La tridilosa es un buen aislante térmico. la tridilosa tiene la ventaja de que el colchón de aire situado entre las capas de concreto es un aislante térmico extraordinario y se puede considerar que se cumple el mismo principio de aislamiento térmico

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE ARQUITECTURA URBANISMO Y ARTES que produce un doble vidrio en una ventana. separada también por un colchón de aire, en el cual para que la transmisión del calor se pueda realizar, es necesario el calentamiento del colchón de aire. •

La tridilosa es aislante acústico. El colchón de aire que queda entre las dos capas de concreto origina también el que la tridilosa sea un excelente aislante acústico

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Con la tridilosa no se tienen problemas de flexión, de torsión ni de cortante. La tridilosa tiene la propiedad de que al ser una estructura formada por un sistema de fuerzas en el espacio, no concurrentes no paralelas, puede reducirse ese sistema a dos únicas fuerzas cruzadas en el espacio y que a su vez se pueden hacer equivalentes a un par y una fuerza, en que el par equivale a lo que en una losa, una conoce como par de flexión o par de torsión. Por todo lo anterior, en la tridilosa se ha eliminado el problema de la flexión, el problema de la torsión y el problema del cortante y se puede decir que nunca una tridilosa fallara por flexión, que nunca una tridilosa fallara por torsión, que nunca una tridilosa fallara por cortante, porque ni la flexión, ni la torsión, ni el cortante existen, sino que actúan simples fuerzas axiales de compresión o de tensión a lo largo de la losa. Esta gran ventaja permite eliminar en definitiva en el diseño o todas las formulas de la flexión, de torsión y de cortante que tanto se han discutido. En el diseño de la tridilosa ya no se discutirán mas, puesto que no se emplearan; la única fórmula que se utilizara en el diseño de las tridilosas es la que expresa que el esfuerzo es igual a la fuerza entre el área.


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Rapidez de construcción Como la estructura metálica de la tridilosa se puede hacer antes de tener listas las columnas para su montaje, entonces se fabrica la tridilosa con toda anticipación de tal forma que podemos tener fabricados uno o dos pisos de ventaja con respecto al avance de la obra.

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Gran disminución de la obra falsa con la tridilosa. La tridilosa tiene además la ventaja que como es en la mayor parte de los casos auto soportante su estructura metálica, entonces es posible colar sin cimbra, solo vaciando el concreto sobre un nervometal. Incluso se puede colar con pistolas de concreto del tipo ligero. En otras ocasiones se puede colgar la cimbra de contacto de la tridilosa eliminándose el uso de los pies derechos. En estructuras como bóvedas o cascarones, el ahorro por concepto de cimbra es muy considerable.

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La tridilosa proporciona un mejor conocimiento del comportamiento de la estructura. En una estructura como la tridilosa se conoce que la transmisión de esfuerzos de los techos de concreto superior a inferior se efectúa a través de las barras diagonales, la cual significa la ventaja primordial de saber el comportamiento de la estructura, sobre todo al compararla con una losa maciza o con una losa hueca con trabes como la del entrepiso reticular, en donde se pueden establecer varias hipótesis de transmisión de esfuerzos, pero en donde no se puede decir con precisión hasta la fecha y en forma sencilla, por donde se efectúa esa transmisión.

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Con la tridilosa la carga muerta es menor. La tridilosa es una estructura que al aumentar su peralte no aumenta no aumenta su peso pero sí su resistencia, de tal forma que la relación: Peso muerto/carga útil, es baja, esto quiere decir que una carga muerta muy pequeña es capaz de resistir grandes cargas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE ARQUITECTURA URBANISMO Y ARTES útiles, porque la supresión del concreto fracturado es un aumento en la posibilidad de carga útil; Lo anterior se puede comprobar al hacer la comparación de una estructura reticular de 40 cm. De peralte con una tridilosa del mismo espesor, en que la losa reticular pesa más del doble que la tridilosa. •

Con el sistema de tridilosa, las instalaciones sanitarias y eléctricas son colocadas en el interior de la losa. Otra de las ventajas fundamentales de la tridilosa es la posibilidad de que todas las instalaciones eléctricas y sanitarias sean colocadas por el centro de la losa, en cualquier dirección, con el único obstáculo de las barras diagonales; aun así, existen huecos de consideración por donde es posible trazar los ductos y hasta es aconsejable suprimir algunas barras para tener una optima colocación de las instalaciones. Aunado a lo anterior, es un edificio construido por el sistema tridilosa, se pueden abrir zanjas en las losas para establecer nuevos sistemas de drenaje, nuevas instalaciones eléctricas, etc. Porque es fácil romper una parte del lecho superior sin que se origine el colapso de la estructura. En las condiciones descritas, no existe la imposibilidad que tienen los demás sistemas estructurales para establecer baños, lavabos, tomas, etc., en sitios no previstos, siempre y cuando se dejen registros o tomas en las columnas para bajar las tuberías pues de otra manera aparecerán las instalaciones al lado de los elementos verticales. Además se puede observar en las nuevas construcciones de edificios para hoteles o de departamentos, en donde se hace necesaria la instalación de aire acondicionado, que debajo de las losas tradicionales se colocan plafones para la i nstalación de los ductos respectivos; debe tenerse en cuenta que aumentando el peralte de la tridilosa, esas instalaciones quedan dentro de la losa o sea, que se pueden proyectar estas instalaciones conjuntamente con la estructura.

COSTO DE LA TRIDILOSA: Dado el poco peso de la tridilosa, su empleo en las estructuras tras como consecuencia un ahorro considerable en: 1. Cimentación,

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE ARQUITECTURA URBANISMO Y ARTES Ya que pesa hasta un 60 por ciento menos que otros sistemas lo cual puede originar el que una estructura que necesitaba pilotes o pilas, ya no los necesite. Además la cimentación en si (losa y contratrabes) es más económica por estar sujeta a menores cargas. 2. Columnas, Ya que están sujetas a menor carga vertical y menor efecto sísmico ya que al ser el efecto del sismo proporcional al peso de la estructura, a menor peso tenemos menor efecto sísmico. 3. Losas, Ya que además de estar sujetada un menor efecto sísmico, están más racionalmente diseñadas. El trabajo racional de los materiales consiste en que el concreto se coloque en las zonas en donde hay fuerzas de compresión y el acero en donde hay tensión. En la tridilosa se consigue eliminar este 66 por ciento de peso muerto de la estructura tradicional, ya que en ella no existe concreto fracturado que no trabaja. En la parte superior la tridilosa lleva una capa de concreto de 5 cm. De espesor aproximadamente que sirve de elemento resistente a la compresión y hace además las veces de piso. En la parte inferior se puede poner también otra capa de concreto de 4 a 5 cm. De espesor, o solamente un falso techo, que en el caso de la tridilosa resulta muy económico por eliminarse las canaletas, ya que el metal desplegado se amarra de las varillas de la tridilosa. También en la parte inferior se puede poner una zona (los ejes de columnas) con concreto y el resto con falso techo, o se puede dejar aparente la estructura sin recubrimiento por abajo, según las condiciones que se den en cada caso


Imagen de la estructura en la cubierta que deja pasar la luz.

La malla superior o inferior de acero es la que absorbe las fuerzas de tensión que originan las cargas verticales horizontales que actúan sobre la estructura, y los elementos diagonales inclinados de acero son los que absorben las fuerzas de tensión o comprensión que corresponderían al llamado esfuerzo cortante. De lo anterior se concluye que la tridilosa es una estructura sumamente ligera, con un peso muerto que oscila de l00 a 240 kg/m2 como máximo, para elementos con claros de 20.0 m. el espesor de 5 cm. De la capa de concreto es suficiente para absorber la compresión que originaria una carga de l000 kg/m2. Una de las grandes ventajas de la tridilosa es que al aumentar el claro de la losa, no aumentamos el peso de la misma, pues solo modificaríamos el peralte aumentando el espacio de aire entre las capas superior e inferior; pero sin aumentar el peso del concreto. Respecto a su funcionamiento y estabilidad, la tridilosa tiene la ventaja de que es hiperestatica con un gran número de incógnitas, razón por la cual al ocurrir una falla local de la estructura, se efectúa una redistribución de esfuerzos pero subsistiendo el equilibrio. Entonces al ser la tridilosa una estructura de un grado muy alto de hiperestaticidad, soporta una gran cantidad de deficiencias en la construcción.


PROYECTOS TRIDISILOSAS: Medidas estimadas Se estimo un área de 18 m2 (3 x 6) y se uso un reticulado a mallas cuadradas del tipo rectangular. El peralte estimado fue de 0,60 cm siendo la distancia de cada modulo 1m, por lo recomendado en clase para estos datos es aceptable. El espesor de la losa se calculo en 6 cm siendo el mínimo establecido. Los materiales de unión usados fueron las pletinas en cada unión de tubos metálicos y los pernos asimismo como refuerzo. Se tomo como referencia la estructura del techo de la imagen adjunta, que queda completamente visible por motivos arquitectónicos.

Sala de conferencias de una Sociedad Eléctrica


Diagrama de momentos flectores bajo la acción de una carga uniformemente repartida

Diagrama de esfuerzos cortantes


Bibliografía Makowski, Z. (1989) Estructuras espaciales de acero. Barcelona, ED. Gustavo Gili S.A www.todoarquitectura.com ecotecnia.org

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