Recorrido por Ciudad Universitaria

Esta clase hicimos un recorrido por el campus principal de Ciudad Universitaria y algunas facultades como Psicología, Medicina y Química, en busca de elementos estructurales que analizar para la mejor comprensión de como trabajan estructuralmente. 

Primero vimos ·La tootsie", es una escultura esférica erigida, sobre un pilote circular, a gran altura. La estructura de que apreciamos trabaja  con varillas de metal a vector activo,  que no requirieron de alguna forma en especial para hacer la circunferencia vista, al momento de ir uniendo las varillas estas van tomando forma por la tensión. A esta estructura se le conoce como Tootsie Pop, debido a la forma que tiene, los estudiantes la bautizaron así. 

Luego visitamos la cafetería de la Facultad de Arquitectura. Observamos el tragaluz de la cafetería, está compuesta por un sistema de catenarias. Son vigas de metal que se curvan hacia arriba, sobre están colocados paneles de acrílico. La forma curva de las vigas de metal es la que permite el soporte de la cubierta. Trabaja como superficie y vector activo.

Fuimos a la biblioteca de la Facultad y observamos un sistema de vigas que funciona en su totalidad como vector activo, contiene barras de metal que trabajan a tensión-compresión. Los nodos comprimen las barras de metal, pero estas a su vez ejercen tensión sobre los nodos, lo que equilibra el sistema y permite su funcionamiento.

Después pasamos a la cafetería de la Facultad de Psicología, Lo que nos interesa de ésta cafetería, es la velaría que se utiliza para estar en un ambiente abierto que que cubra y proteja de las lluvias y de los rayos intensos del Sol. Encontramos varios esfuerzos para esta velaría, trabaja a tensión, vector activo y superficie activa. Inclusive hay unos postes que ayudan a dar esa forma de carpa y a la ves a dar tensión en esas áreas de la velaría.

El costo de estas velarías es alto, pero te proporcionan durabilidad, menos mantenimiento y estética. Ésta Velaria tiene poco tiempo de colocación en la universidad.

Continuamos hacia la Facultad de Medicina, primero pasamos por "La Muela", originalmente Pabellón de Rayos Cósmicos. 

El Pabellón de Rayos Cósmicos, diseñado por Felix Candela, fue uno de sus primeros experimentos con estructuras paraboloicas. cuenta con un cascaron con dimensiones de 12 metros de largo por 10.75 metros de ancho.
La eficacia de los cascarones de concreto armado viene dada por la doble curvatura, que es la responsable de ofrecer a las cargas una ruta fácil para bajar hasta la cimentación y, a la vez, un significado plástico, estético y funcional, y por consiguiente, arquitectónico. Es una estructura de superficie activa, pues toda la tensión fluye a lo largo de la superficie, y se sostiene por su forma. Es de un cascaron de concreto armado que comunica a laboratorios de producción de rayos cósmicos El espesor de este cascarón oscila entre 1,5 y 2 cm, requisito funcional para dejar pasar a través de él los rayos cósmicos que se registraban en el interior.

Pasamos por el comedor de Facultad de Medicina, donde se encuentran dos velarias similares a la de Psicología, sin embargo su forma es bastante diferente. Estas también se encontraban percudidas por el aire contaminado y lluvia ácida de la ciudad. Existe otro tipo de lona que es impermeable al polvo y suciedad que deja el aire, cada vez que llueve el agua limpia perfectamente la lona. Las velarias trabajan como superficie activa la parte de la cubierta, y como vector activo los apollos y cables, unas partes se tensan mientras otras se comprimen para que la estructura se sostenga.

Posteriormente vimos el auditorio que se encuentra en la parte posterior del edificio "A" de la Facultad de Química. El auditorio cuenta con una cubierta parabólica elaborada por Félix Candela. Tiene una estructura singular, esta elevado sobre el suelo por muros de piedra braza, al pie de estos tiene vigas inclinadas a cierto ángulo, que parecen "patitas". La razon de estos elementos es que los muros reciben adecuadamente los esfuerzos verticales, sin embargo la cubierta, al ser superficie activa, ejerce presión laterlamente, los muros se deforman con estos esfuerzos; por eso fue necesario rigidizar con apoyos laterales los muros para que no se abran por el peso de la cubierta.

Para terminar nuestro recorrido visitamos el Invernadero de la UNAM, Consiste en un gran domo que por el sistema estructural, deja todo la planta libre, y ayuda a tener un clima muy propicio para la vegetación ahí existente, ya que además de mantener la temperatura también mantiene la humedad.

En la parte central hay una ventilación, es un anillo que trabaja a compresión todo lo demás está recargado sobre él, y está contendiendo el anillo, la base de todo el domo lo está empujando hacia afuera, es decir lo está estirando, entonces el anillo de la periferia trabaja a tensión. También hay una serie de mallas que hace que la lámina sea más rígida y que está no se caiga. Cuenta con una serie de vigas entrelazadas que forman una cúpula que actúa a base de compresión y tención también cuenta con una maya delgada para poder sostener las laminas que cubren al invernadero, las vigas se encuentran entrelazadas gracias a tornillos que se utilizan para ensamblar cada una de las vigas,

Laboratorio de Sistemas Estructurales

Esta práctica consistió en ir a ver una exposición de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) que tuvo lugar el mes de Octubre en el vestibulo de la Facultad de Arquitectura. presentaba modelos de sistemas estructurales que se utilizan en sus laboratorios para hacer cálculos y experimentos. Había alrededor de 10 modelos que funcionaban de diferente forma. Algunos representaban cómo se deforman los sistemas estructurales comunes.

1. Este modelo es un ejemplo de cómo se deforma una estructura de concreto armado cuando se le somete a mucha compresión. La malla representa la losa y los pistones las columnas. Cuando uno se apoya sobre la malla, los pistones se halan hacia adentro y la malla se pandea. Esto realmente ocurre en los edificios con este sistema estructural, sin embargo es tan pequeña su deformación que no es perceptible.

2. Ese modelo es una representación de un arco de medio punto. Las piezas son independientes, no se encuentran fijas a ningún lado. Lo que permite que se mantenga la estructura es el ángulo con que se comprimen las piezas, ya que permite que los esfuerzos se distribuyan lateralmente desde la parte superior a la base. Este modelo trabaja como superficie activa. 

Si ejercemos fuerza desde uno de los lados el arco se deforma y las piezas de desensamblan; si ejercemos fuerza desde los arriba, el arco se pone rígido y no se deforma.

3. Este modelo trabaja como vector activo en su totalidad, y a tensión-compresión. Es un modelo muy rígido, cuando se le aplica fuerza, algunas barras comprimen los nodos, y otras se tensan por este esfuerzo.

Este sistema estructural es muy común para sostener cubiertas.

4. Este modelo representa como diferentes tipos de empotramiento permiten que un mismo elemento pueda soportar mejor el esfuerzo de compresión. Tenemos una tira de metal de cierta resistencia a compresión. 

-Un empotramiento sencillo en la base le otorga poca resistencia, la podemos doblar facilmente. 

-Cuando se ensambla en una ranura que inmoviliza la base, la tira de metal se vuelve más resistente. 

-Cuando a esta ranura se le coloca un arillo de metal alrededor que apriete la tira de metal, ésta adquiere mucho más resistencia.

La resistencia la medimos según cuanto cuanta fuerza  en los dedos necesitamos para lograr deformar la tira.

5. El modelo es un ejemplo de como un material relativamente flexible puede adquirir gran rigidez si se le otorga una forma no desarrollable. Consiste en una tira de polietileno, que por si sola se le deforma fácilmente. Al colocarla en una base que curva la tira, y agregarle en la parte superior una pieza de plástico que evita la deformación, la tira adquiere gran rigidez por su forma, y es capaz incluso de soportar un objeto pesado que se coloque sobre esta.

6. Este consiste un marco de lámina de metal que es fácilmente deformable si se le aplica una carga lateral, como sería el viento. A pesar de que se encuentra bien empotrado y asegurado en las esquinas, si no se le rigidiza de alguna forma, seria muy fácil que este colapsara ante una mínima carga. La carga consiste en una pesa que tira de un lado el marco en la parte mas alta. Vemos que si le colocamos otra tira de metal, esta vez en diagonal, de manera que una dos esquinas del marco, adquiere mucha rigidez, y es capaz de ahora soportar mucho más carga sin deformarse.

7. El siguiente modelo es la representación de como se deforma una cubierta cuando se le aplica una fuerza vertical. Se encuentra sobre pistones que actúan como columnas. Es común encontrar este sistema estructural para cubrir grandes claros. La cubierta trabaja como superficie activa, y las columnas como vector activo que reciben los esfuerzos verticales.

8. Esta modelo representa varias vigas de madera unidas, que son soportadas únicamente por dos bases en los extremos. Al momento de ponerles peso o presión en el centro, las tablas tienden a deformarse hacia abajo. Para evitar la deformación, los tornillos que están en el centro, al ser apretados, comprimen las tablas haciéndolas más rígidas.

9. Este otro modelo simula una trabe de concreto armado, que trabaja a trabaja a tensión. Es muy parecido al anterior, solo que está unido por un conjunto de piezas de plástico. Al momento de tensar los extremos, éste se vuelve rígido en su extensión.

La existencia de estos modelos es muy útil para nosotros estudiantes porque nos permite observar cómo trabajan algunos elementos estructurales, esto coadyuva a tener una mejor comprensión de las estructuras y de como se comportan los esfuerzos sobre éstas.

Practica de Cubiertas

Figuras

Material:
-Hojas de Colores 
-Modulos de Origami
-Tijeras, pritt, cinta adhesiva

Procedimiento:

1. Con las hojas de colores recortamos figuras triangulares.

2. Juntamos dos triángulos de distinto color,los doblamos uno sobre el otro y los pegamos con  pritt para hacer los módulos de origami.

3. Ya con los módulos, hicimos una base de cinco piezas, sobre ellas fuimos poniendo más    módulos hasta que conseguimos cerrar la figura.

Figura terminada

Posteriormente hicimos un modelo de nuestra invención, utilizando los mismos módulos triangulares de origami y el mismo procedimiento, lo único que variamos la base, esta vez comenzamos con una base de 6 módulos. Esto nos dio como resultado una figura ovalada.

Figura convencional arriba y modelo inventado abajo

Cubiertas

La siguiente parte de la práctica consistió en elaborar cubiertas a partir de dobleces en las hojas de colores

1. Basados en un libro brindado por el profesor, elegimos tres modelos de cubiertas, una de baja altura, una de media, y una de gran altura. 

2. Doblamos las hojas siguiendo las guías que marcaba el libro, en la ultima también fue necesario cortar ciertas secciones de la hoja para poderle dar forma.

Lo que caracteriza a estas cubiertas es que se mantienen erguidas gracias a su forma, los dobleces hechos le dan rigidez a la hoja, impiden que se flexione, por esto se mantiene elevada en ciertos puntos.

Cubierta de baja altura

Cubiertas de altura media

Cubierta de gran altura

Restaurante "Los Manantiales"

PROCESO DE MAQUETA “LOS MANANTIALES”

La construcción del restaurante “Los Manantiales esta hecha de concreto armado, tiene 8 paraboloides hiperbólicos, y antes existía una relación entre el canal de Xochimilco y el restaurante, pues se podía acceder peatonalmente de un lado y por medio de trajineras por el canal.

Materiales:

*Vendas de yeso
*Alambre grueso
*Alambre delgado
* Pinzas para cortar y doblar alambre
*Tabla de madera
*Madera balsa
*Cutter
*Plástico
*Acrílico
*Pintura de color verde blanca y gris
*Bicarbonato
*Cola loca
*UHU
*Resistol Blanco
*Agua

Pasos a seguir.
1. Se dibujo la planta arquitectónica del restaurante escala 1:10
2. Comenzamos a realizar la estructura principal del restaurante utilizando el alambre grueso y las pinzas para doblar y cortar.
3. Hicimos unos orificios aproximados al ancho del alambre grueso para que en este entrara el alambre.

4. Por la parte de abajo reforzamos con alambres delgados
5. Para asegurarnos de que los alambres gruesos no rompieran los alambres delgados y se salieran, colocamos entre cada intersección de los alambres gruesos una mezcla de cola loca con bicarbonato.

6. Se colocaron los alambres faltantes dentro de la estructura ya hecha.

Alambres gruesos que darían forma a la cubierta

7. Ya teniendo nuestra cubierta bien estructurada, cortamos pedazos de madera balsa con el cutter y los colocamos de manera que fuera cubriendo cada paraboloide, éstos fueron pegados con UHU.

8. Se colocó una capa con vendas de yeso simulando la maya, únicamente utilizamos agua y pocos trozos de una de las vendas de yeso.

9. Finalmente se colocaron varias capas de las vendas de yeso simulando el material original de construcción de los manantiales, el cual es concreto, para este paso utilizamos mas vendas de yeso y agua. Para que no se notara la unión entre un trozo de venda y otro, tuvimos que unirlos con los dedos rápidamente antes de que fraguara el yeso. Como quedaron pequeños orificios de las vendas, se rellenaron con resistol blanco.

10. Por último se adorno un poco la maqueta añadiéndole naturaleza muerta (árboles),
se pinto una parte de la tabla de color verde y encima se colocó plástico simulando el agua, y por otra parte se pinto de gris simulando el cemento, y se colocó arena.

Practica de Campo: "Los Manantiales" Xochimilco