Trabajo sobre todo con el tema de depuradoras y seguramente esto que expongo estará más visto que el tebeo; en mi “submundo” no se suele trabajar nada más que con estructuras muy concretas, pero siguiendo la biografía de un ingeniero que se vio involucrado en una movida estructural de tomo y lomo, encontré que él fue también el que en un momento EUREKA “descubrió” un sistema estructural allá por los 60 que parece que ha tenido un Renacimiento en USA y Canadá.
El sistema se basa en colocar cerchas al tresbolillo trabajando conjuntamente con placas alveolares prefabricadas de hormigón que dan resistencia lateral frente a los esfuerzos de viento y sismo.
Las ventajas de este sistema son:
- Evitamos columnas interiores con la evidente ventaja de tener espacios diáfanos en el interior.
- Las cargas que llegan a los pilares exteriores por medio de las cerchas no están sometidos a momento (como tendrían en un sistema de pórticos de acero). Al estar apoyados en las columnas en el alma de ellas, sólo le llegan axiles pudiendo colocar los perfiles de las columnas exteriores de tal forma que su plano fuerte se coloca en la dirección longitudinal del edificio.
- Rapidez de construcción
- Disminución de cargas que llegan a cimentación con su ahorro correspondiente
En teoría, el concepto básico es que la estructura se comporta como una viga en voladizo cuando está sometida a cargas laterales; las columnas exteriores funcionan como las alas de la viga y las cerchas como el alma
Las losas se apoyan en los cordones superiores e inferiores y se convierten en un componente del sistema trabajando como diafragmas transfiriendo los cortantes laterales desde una columna a la otra habilitando a la estructura para trabajar como un pórtico único arriostrado, aunque las cerchas estén en planos paralelos.
El caso es que no termino de “ver” cómo es la transferencia de cargas desde que el viento “golpea” a las columnas; Intuyo que hay un trabajo tridimensional pero realmente no lo capto.
Si extraemos literalmente lo que el autor de la “criatura” expuso, vemos:
“… system … of story-high trusses spanning transversely between columns at the exterior of the building and arranged in a staggered pattern. The floor system acts as a diaphragm, transferring lateral loads in the short direction to the trusses. Lateral loads are thereby resisted by truss diagonals and are transferred into direct loads in the columns. Therefore, the columns receive no bending moments in the transverse direction. Columns can thus be oriented so that the strong axis is available to help resist bending due to longitudinal wind forces.
“The interior of the building is column free, and clear spaces are defined and limited only by intersecting floor and truss planes. Trusses are typically penetrated by one rectangular opening to provide a corridor space. However, other openings can be provided in the truss to allow for door opening if required by the architectural room arrangement.” (Figure 1)
The cantilever action of the double-planar truss system due to lateral loads minimizes the bending moments in the columns. Therefore, in general, the columns are designed for axial loads only and may be oriented with their webs perpendicular to the trusses (Fig. 5), thus eliminating local bending due to the connection of the truss chord. With the orientation noted, the strong axis of the column cross section becomes available for the portal frame system in the longitudinal direction of the building.
No termino de entender lo de Cantilever action of the doble planar truss system, no termino de entender el juego entre las losas y los cordones de las cerchas para transferir las cargas y lograr todas las ventajas que se presentan (que evidentemente tienen que existir para preferirse frente a un sistema convencional de pórticos perpendiculares entre sí).
Por lo visto cada cercha debe resistir la acción lateral (viento sismo) que está actuando en dos vanos y la placa adyacente tiene que proporcionar la suficiente rigidez en su plano para transferir estas fuerzas laterales a las cerchas. El sistema de placas actúa como una viga de gran canto y debe diseñarse para resistir los cortantes y los momentos que se producen en su plano. La resistencia a cortante longitudinal debe ser capaz de desarrollar la interacción entre las placas para que puedan trabajar como una sola entidad.
Me gustaría modelizar un sistema de estos de manera sencilla, veo en fotos que las cerchas, sus componentes, se unen por medio de placas, supongo yo que por el tema de que el apoyo de las placas, al no estar apoyadas exactamente en los nudos y también debido a imperfecciones constructivas están sometidas a momentos.
Supongo que, si tenemos una estructura simétrica y con una distribución regular de vanos y pisos, todos las cerchas deben ser las mismas no?
¿Cómo enfocaríais el tema…? calcularíais la cercha previamente sometida a las cargas de las plantas y al viento que soporta cada planta o la meteríais en la estructura completa, veríais resultados y luego uniformizaríais?
Sabéis si en España se usa mucho este método? (en Usa hacen hospitales, Hoteles, complejos residenciales, edificios oficiales…).
Adjunto algunos papers sobre el tema, un video acerca de la trasferencia de cargas en este sistema (que no termino de entender) y dos vídeos acerca de la movida estructural a la que se tuvo que enfrentar este hombre provocada por la inquisitiva estudiante de ingeniería civil que no entendía como se había calculado a viento el rascacielos de la corporación Citicorp y que motivó una actuación de urgencia digna de una película de Hitchcock.
Papers
- The Staggered Truss System-Structural Considerations
- Anatomy of A Staggered Truss
Video acerca de la trasferencia de cargas en este sistema
Papers
- The Staggered Truss System-Structural Considerations
- Anatomy of A Staggered Truss
Video acerca de la trasferencia de cargas en este sistema
Video del Rascacielos en español
Entrevista a la estudiante que desencadenó toda la movida del recalculo
Saludos.
