Presentacin de PowerPoint

CASCARONESCURSO: ORIENTACIN ESTRUCTURAL TEMA:CASCARONESALUMNAS: LIZBETH FLORES CCALLATA 12-37348ENDORA APAZA ZAPANA 13-38027KARINA TICAHUANCA C. 13-38026

DOCENTE : ARQ. NILO RAL VARGAS ALETACNA-PER2014UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN Ao de la promocin de la Industria responsable y el compromiso climtico

ESCUELA DE ARQUITECTURAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, ARQUITECTURA Y GEOTECNIAndiceANTECEDENTESDEFINICIN Y CARACTERSTICASMATERIALES FACTORES EN SU CONSTRUCCINTIPOLOGASFORMA SINCLSTICASFORMA DESARROLLABLEFORMA ANTISINCLSTICAFORMA LIBRE CONOIDESCASCARONES IRREGULARESEXPONENTESCASCARONES EN TACNACONCLUSIONESBIBLIOGRAFACASCARONESANTECEDENTESNATURALEZAEN LA NATURALEZA, SIEMPRE PRDIGA EN MOTIVOS PARA INSPIRAR LA INTUICIN ARTSTICA Y CREADORA DEL HOMBRE, ENCONTRAMOS DIVERSOS EJEMPLOS DE LMINAS DE SIMPLE Y DOBLE CURVATURA.

LA CSCARA DE HUEVO DE LAS AVESES SIN DUDA LA LMINA MS SORPRENDETE AL CONSEGUIR UN ESPESOR TAN INSIGNIFICANTE QUE RESISTE LAS TENSIONES GENERADAS DESDE SU INTERIOR Y LA POSIBLES ACCIONES EXTERIORES.SIN EMBARGO, TAMBIN PERMITE UN FCIL ROTURA MEDIANTE IMPACTOS PUNTUALES CON EL PICO

CAPARAZONES DE TORTUGASCONCHAS MARINAS

CRNEOSCASCARAS DE NUECES

CASCARONESANTECEDENTESHISTRICOSEs probable que Gaud sea quien por primera vez propone superficies en forma de PARABOLOIDES HIPERBLICOS en sus diseos para la Sagrada Familia, en Barcelona, ya que para l esta superficie simbolizaba la Santsima TrinidadLOS PRIMEROS CASCARONES DE CONCRETO ARMADO CON FORMAS DE PARABOLOIDE HIPERBLICO SURGEN EN LA DCADA DE 1920, GENERADOS POR UN GRUPO DE INGENIEROS VISIONARIOS, CUYO OBJETIVO ERA CUBRIR UN ESPACIO DETERMINADO CON UN MNIMO DE MATERIAL.

1938-1939Robert MaillartCEMENT HALL

1954Anton Tedesko, AEROPUERTO EN SAN LUIS MISSOURICASCARONESSON MUY EFICIENTES EN LAS ESTRUCTURAS (COMO EN LOS TECHOS) DONDE LAS CARGAS SE DISTRIBUYEN DE MANERA UNIFORME Y LAS FORMAS CURVAS SON ADECUADAS.SUPERFICIE DELGADA Y CURVA QUE TRANSFIERE LAS CARGAS A LOS APOYOS SOLO POR TENSIN, COMPRENSIN Y CORTANTE.SE DISTINGUEN DE LAS BVEDAS TRADICIONALES POR SU CAPACIDAD PARA RESISTIR ESFUERZOS DE TENSIN.LOS CASCARONES ARQUITECTNICOS SE CONSTRUYEN DE CONCRETO REFORZADO. DEFINICIN

Las cscaras delgadas son estructuras espaciales tridimensionales, constituidas por una o ms placas curvas o placas planas plegadas, cuyo espesor es pequeo en comparacin con sus otras dimensionescaractersticasCASCARONESMATERIALESEn la actualidad, para claros normales se estn empleando concretos de resistencias que no superan a los de 210 kg/cm a la ruptura.Enorme posibilidad de fabricacin en serie, eliminando las grandes cantidades de formas que se suelen emplear, disminucin de deformaciones, esfuerzos y armados y, por lo tanto, disminuciones notables en los costos. Este material se ha empleado principalmente en la construccin de tuberas a presin, tanques elevados, submarinos, etc.Estos materiales, por su ligereza y resistencia, se emplean cada vez mas en este tipo de construcciones, aunque todava no se puede decirse que se estn empleando ya con xito comercial.

CASCARONESFACTORES EN SU CONSTRUCCINLa forma de las estructuras de cascarn debe ser tal que su peso se distribuya uniformemente a lo largo de las mismas.

Una geometra inadecuada puede producir ciertos esfuerzos en algunas partes de la lmina, pudiendo conducir al colapso de la estructura

En puntos donde es inevitable que haya altas concentraciones de esfuerzos, tales como las fijaciones al suelo, el espesor del cascarndebe ser mayorCASCARONESCondiciones para su construccinCONDICIONES DE CARGA: Deben ser, en lo posible, uniformemente distribuidas, no presentando variaciones bruscas en la superficie. No debe haber cargas puntuales. CONDICIONES DE GEOMETRA: PROBLEMAS CONSTRUCTIVOS MAS COMUNES: Se requiere para la construccin de las cscaras, del uso de equipos de bombeo , vibrador y aditivos para el concreto . Por el poco espesor de la losa se requiere de mucho cuidado y precisin para la colocacin de la armadura y de las instalaciones empotradas que requiera el diseo. Se recomienda el reforzamiento de los bordes de cscara, mediante mayor armadura y engrosamiento de los mismos.La variacin de los radios de curvatura sobre la superficie sea continua. Debe haber continuidad de superficie y de curvatura.

CONDICIONES DE APOYO:CASCARONESCondiciones para su construccin

Pretensado de los soportes exteriores de apoyo Se apoyan en todos sus bordes, debe haber continuidad de apoyos. Los bordes deben ser tales que no restrinjan o impidan cada una de las deformaciones de la lminaLa deformacin centrfuga del anillo a traccin se invierte para hacerla coincidir con la deformacin centrpeta de la membrana

CONDICIONES DE APOYO:CASCARONESCondiciones para su construccin

El mecanismo para evitar las perturbaciones de borde se basa, igual que en el caso anterior, en invertir la tendencia de deformacin Pretensado de los soportes interiores de apoyo

TIPOLOGA SEGN SU FORMA

FORMA SINCLSTICADOMOSFORMA DESAROLLABLE (CONOS Y CILINDROS O DE CAON)FORMA ANTICLSTICA

FORMA LIBRE O IRREGULARES

HEMIFRICOSPARABOLICOSELIPTICOSSuperficie que posee curvaturas similares en un punto dado.CASCARONES

lo largo de lneas de arcoa lo largo de lneas de aroCASCARONES SINCLSTICOS HEMISFRICOSCOMPORTAMIENTO ESTRUCTURALLos esfuerzos en un cascarn en forma de domo se pueden entender como actuando en dos direcciones:TENDENCIA A PERMANECER ESTABLE EN LA PARTE SUPERIORPERO A PANDEARSE HACIA ARRIBA EN LA PARTE MS BAJA.COMPRESINUN CASCARON SINCLSTICO ES CREADO GIRANDO UNA LINEA CURVA SOBRE UN EJETENSIN

SOPORTADOSEN CUATRO COLUMNASCASCARONES SINCLSTICOS PARBOLICOSCASCARONES SINCLSTICOS ELIPTICOSCOMPORTAMIENTO ESTRUCTURALRELATIVAMENTE MS PLANOS EN LA PARTE SUPERIOR QUE EN LA INFERIOR

POR CONSIGUIENTE, DEPENDEN AN MS DE LA TENSIN DE LOS AROS PARA LA ESTABILIDAD.

TENDENCIA AL PANDEO HACIA ARRIBA EN LA REGIN MS BAJA. ESTN MUY CURVADOS EN LA PARTE SUPERIOR Y POCO CURVADOS EN LA INFERIOR, SON CASI FUNICULARES, TIENEENOS TENDENCIA AL PANDEO Y PRODUCEN MENOS TENSIN EN LOS AROS.

CASCARONES SINCLSTICOSRESISTENCIA AL EMPUJEEL ANILLO DE TENSIN RESISTE EL EMPUJE HACIA AFUERASOPORTADO EN COLUMNASCONTINUAMENTE SOPORTADO POR EL SUELO

AL IGUAL QUE LOS ARCOS TODOS LOS DOMOS DESARROLLAN UN EMPUJE HACIA AFUERA. AUNQUE LOS DOMOS MS ALTOS DESARROLLAN MENOS EMPUJE QUE LOS DE POCA ALTURA EN CLAROS SIMILARES, AUNQUE SE DEBE RESISTIR ESTA CANTIDAD. CASCARONES SINCLSTICOSRESISTENCIA AL CORTANTEESFUERZOS DE FLEXIN LOCAL A CARGAS CONCENTRADASRESISTENCIA AL CORTANTE PARA FUERZAS LATERALES COMO EL VIENTO

CASCARONES SINCLSTICOSCASO: MUSEO KRESGE

Esta capa se recubri con 50.8 mm (2 pulg) de espesor de concreto pobre con el fin de lograr aislamiento acstico.Los puntos de apoyo estn soportados por cimentaciones de contrafuertes macizos de concreto.Una nervadura de concreto proporciona rigidez al borde del cascarn de arriba de los ventanales que funciona tambin como canaln para recolectar agua de lluvia. Los puntos de apoyo estn muy reforzados y se comportan como conexiones articuladas a los esfuerzos de flexin. 1995; Cambridge, MA; Eero Saarinen y Asociados, arquitectos;Ammann y Whitney, ingenieros estructuristas)CASCARONES DESARROLLABLESCARACTERISTICAS:Son curvos slo en una direccin.

se pueden formar doblando un plano.

Formados por extrusin en una lnea curva a lo largo de una trayectoria recta .

Formas:SEMICIRCULARESPARABOLICASSe distinguen de las bvedas de can de forma similar Por su capacidad para resistir esfuerzos de tensin. De modo que slo se tienen que apoyar en las esquinasSalvando claros a lo largo del eje longitudinal, as como en la direccin de la curvatura CASCARONES DESARROLLABLESCOMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL:El comportamiento estructural de los cascarones de can difiere considerablemente dependiendo de su longitud relativa.CASCARONES DE CAON CORTO:Tpicamente apoyada en las esquinas y se comportar de una o de otra forma.-extremos se rigidizan -forma de una viga

a) como losas salvando claros entre los arcos de los extremosb) como una serie de arcos adyacentes salvando claros entre las vigas de borde.c) una bveda de can que se debe soportar continuamente a lo largo de su base. CASCARONES DESARROLLABLESCOMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL:El comportamiento estructural de los cascarones de can difiere considerablemente dependiendo de su longitud relativaCASCARONES DE CAON LARGO:stos estn tpicamente soportados en las esquinas y se comportan como vigas largas en la direccin longitudinal.

Esto da como resultado que los esfuerzos en el cascarn se parezcan a los esfuerzos de flexin en una viga; la parte superior est en compresin a lo largo de toda su longitud, mientras que la parte inferior est en tensin.

CASCARONES DESARROLLABLESCONDICIONES DE LOS BORDES:Los bordes externos del cascarn se comportan como vigas delgadas para transferir el empuje a los soportes de los extremos y se deben rigidizar para prevenir el pandeo. En la unin de cascarones adyacentes no se necesita el patn Porque los empujes de uno se equilibran con el otro.

A)Extremos rigidizados en arcos sobre columnas con varillas de tirantes para resistir el empuje lateral.

B)Muro de carga en los extremos, los cuales los extremos del cascarn y se Comportan como muros al cortante para resistir el empuje hacia afuera.CASCARONES DESARROLLABLESEstudio de casos de cascarones de can:MUSEO KIMBALL: ( 1972) En este museo se integr el uso estructural de los cascarones de can con una bsqueda de la luz difusa para crear una obra serena y eterna de la arquitectura

La mayora de los cascarones tienen una abertura en el centro de 91 cm (3 pies) de ancho para albergar un tragaluz.estructuras del techo consiste de 14 cascarones Dos de estos cascarones son exteriores y forman cubiertas sobre los pasillos. forma similar al semielipse.Soporte: columnas cuadradas de concreto.

Estructural:

CASCARONES DESARROLLABLESMateriales de uso:MUSEO KIMBALL: ( 1972)COMPORTAMIENTO ESTRUCTURALTecho recubierto de plomo aplicados en la parte superior.Marcos cubiertos de mrmol tanto en exterior y interior.Los BORDES inferiores se refrescan por un canal de concreto armado.

CASCARONES ANTICLSTICOSDEFINICINLos cascarones anti clsticos tienen forma de silla de montar con curvaturas diferentes en cada direccin incluyen : Conoides Paraboloides hiperblicos Hiperboloides.

Son formas regladas ,porque se pueden dibujar lneas rectas en su superficie, por conveccin ,esta ultima se puede generar moviendo una lnea recta.

CONOIDESPARABOLOIDES HIPERBOLICOSHIPERBOLOIDESCASCARONES ANTICLSTICOSTIPOS

CONOIDESLOS CONOIDES SE GENERAN DESLIZANDO EL EXTREMO DE UNA LNEA RECTA A LO LARGO DE UNA TRAYECTORIA CURVA (USUALMENTE UN ARCO CIRCULAR O UNA PARBOLA) Y EL OTRO EXTREMO A LO LARGO DE UNA LNEA RECTA (O UNA CURVA MAS SUAVE).

LOS ESFUERZOS SE RELACIONAN CON LA DIRECCIN DE LA CURVATURA.

GENERACIN DE SUPERFICIESUn paraboloide ser hiperblico cuando los trminos cuadrticos de su ecuacin cannica sean de signo contrario:

El paraboloide hiperblico es una superficie doblemente reglada por lo que se puede construir a partir de rectas. Por su apariencia, tambin se lo denomina superficie de silla de montar.

PARABOLOIDES HIPERBLICOS CASCARONES ANTICLSTICOSTIPOS

LOS ADECUADOS, QUE EVITAN LAS DEFORMACIONES TALES COMO LA FLEXIN Y SON SUPERFICIES DE DOBLE CURVATURA (FELIX CANDELA).

WARM MINERAL SPRINGS INNGENERACIN DE SUPERFICIESCASCARONES ANTICLSTICOSTIPOS

PARABOLOIDES HIPERBLICOS Los paraboloides Hiperblicos Se producen moviendo una parbola convexa a lo largo de una parbola cncava de la misma curvatura. Sorprendentemente, la misma superficie se puede generar moviendo una lnea recta sobre una trayectoria recta en un extremo y otra trayectoria recta (oblicua en relacin con la primera).

CASCARONES ANTICLSTICOSCOMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL

CASCARONES ANTICLSTICOSTIPOS

LOS HIPERBOLOIDES SE GENERAN ROTANDO UNA LNEA RECTA (OBLICUA EN UN ANGULO) RESPECTO A UN EJE VERTICAL. UNA SECCIN VERTICAL QUE ATRAVIESA ESTE EJE ES UNA HIPRBOLA. HIPERBOLOIDES

HIPODROMO DE ZARZUELACASCARONES ANTICLSTICOS

LOS MANANTIALES

Flix Candela.La idea fundamental de las estructuras laminares: Evitar en la medida de lo posible los esfuerzos de flexin mediante la forma adecuada.El edificio del restaurante Los Manantiales fue diseado por Flix Candela en el ao 1957. Mxico, D.F.Candela no quiso discrepar con la tradicin y la belleza de la naturaleza del lugar, por lo que decidi proponer un edificio con caractersticas que lo hiciesen partcipe de los jardines, como objeto flotante a partir de su estructura que, asemejndose a una flor de loto que flota sobre el agua, logra el efecto deseado.

CASCARONES ANTICLSTICOS

LOS MANANTIALESLa decisin de candela fue el diseo de una bveda de planta circular, formada por la interseccin de ocho gajos provenientes del encuentro de cuatroparaboloides hiperblicos.

12345678El paraboloide hiperblico, aun siendo una superficie curvada, se puede construir con lneas rectas. Lo nico que se tiene que hacer es ir variando el ngulo de inclinacin de una recta que se mueve encima de otra curva.Elimin la viga del borde y concentr la descarga del peso de la estructura en los apoyos de arranque que se encuentran remetidos en el borde externo de los paraboloides.

CASCARONES ANTICLSTICOS

LOS MANANTIALESEL CASCARN ES EXTRAORDINARIAMENTE DELGADO, CON UN ESPESOR QUE VARIA DE 15 MM A 30 MM.REFORZADO CON UNA MALLA DE ACERO DE 8 MM DE DIAMETRO.

En los bordes de las parbolas frontales podemos apreciar como se cierra el espacio a partir de placas de cristal con carpinteras metlicas de 2.40 X 2.40 metros.

CASCARONES IRREGULARESESTN DISEADOS PARA RESPONDER CONSIDERACIONES ESTTICAS Y FUNCIONALES Y QUE SEAN ESTRUCTURALMENTE EFICIENTES SE CONSTRUYEN DE LA COMBINACIN DE CASCARONES REGULARESCOMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL

TERMINAL DE LA TRANS WORLD AIRLINES (NEW YORK)

En general, estas formas se construyen, se entienden y se analizan en trminos de formas de cascarones similares regulares. EST FORMADO POR CUATRO CASCARONES DE CONCRETO APOYADOS SOBRE CUATRO COLUMNAS EN FORMA DE Y LAS DOS BVEDAS DE CASCARN MS GRANDES SE ELEVAN DESDE LOS ELEMENTOS DE SOPORTE; LOS CASCARONES ADYACENTES MS PEQUEOS ESTN SUBORDINADOS A LA ENVERGADURA DE LOS MS GRANDES. FUE UN ARQUITECTO ESPAOL / MEXICANO / ESTADOUNIDENSE, FAMOSO POR LA CREACIN DE ESTRUCTURAS BASADAS EN EL USO EXTENSIVO DEL PARABOLOIDE HIPERBLICO.FELIX CANDELA

(* Madrid, 27 de enero de 1910; Durham (Carolina del Norte), 7 de diciembre de 1997)

APLICACIONESCaso: mezquita bab ul islam

La Mezquita de Bab ul Islam se encuentra en Tacna, Per.Fue fundada en 2000 por inmigrantes acompaado de una escuela formal Islmica para nios musulmanes

La mezquita ha sido construida por Sher Afzal Khan Barikoti CASCARONES SINCLSTICOSCaso: mezquita bab ul islamLa Mezquita de Bab ul Islam se encuentra en Tacna, Per.Fue fundada en 2000 por inmigrantes acompaado de una escuela formal Islmica para nios musulmanes

IDENTIFICAMOS CUATRO CASCARONES PARABLICOSCASCARONES ANTICLSTICOSCONCHA ACUSTICA - UNJBG

AREA: 440. 00 M2.

FORMADO POR GRADERAS, Y UNA ESTRUCTURA DE CASCARON.

13.60 M6.40 M

5.60 MMATERIALES:ACEROCONCRETO ARMADO

HEMISFERICACASCARONES ANTICLSTICOSCONCHA ACUSTICA - UNJBGDISTRIBUCIN DE FUERZAS.

COMPRESINCURVA DE TRANSICINTENSIN

COMPRESINCOMPRESINCASCARONES ANTICLSTICOSCONCHA ACUSTICA - UNJBG

LOS DOMOS ELPTICOS, LOS CUALES SON RELATIVAMENTE MS PLANOS EN LA PARTE SUPERIOR QUE EN LA INFERIOR, ACENTAN LA TENDENCIA AL PANDEO HACIA ARRIBA EN LA REGIN MS BAJA Y, POR CONSIGUIENTE, DEPENDEN AN MS DE LA TENSIN DE LOS AROS PARA LA ESTABILIDAD.

ELIPSOIDECASCARONES ANTICLSTICOS

GRUTA DE LA VIRGEN DE LAS PEASUBICADA EN LA INTERSECCION DE LA AV LEGUIA Y LA CALLE PREBISTERO ALANGUA.SISTEMA ESTRUCTURAL DE CASCARAS TIPO SINCLASTICO.CASCARONES ANTICLSTICOSGRUTA DE LA VIRGEN DE LAS PEAS

FUERZA PRINCIPAL (VERTICAL)

DISTRIBUIDO UNIFORMEMENTEVENTAJASLA LIBERTAD DE FORMA AL DISEAR, YA QUE PUEDE SER MATERIALIZADA.USO DE SUPERFICIES REGLADAS, LO QUE REDUNDA EN ECONOMA DE MANO DE OBRA Y RECURSOS TECNOLGICOSPREFABRICACIN DE LA TOTALIDAD O SECTORESDESVENTAJASIMPERMEABILIZACIN MS COMPLEJALIMITACIN EN LAS LUCES DEBIDO A LAS DEFORMACIONES POR DILATACIONES (CARGAS TRMICAS) COSTO DE MANO DE OBRA Y RECURSOS TCNICOS ESPECIALESCASCARONESRESUMENUn cascarn es una estructura de superficie delgada y curva que transfiere las cargas a los soportes slo por tensin, compresin y cortante. Los cascarones se distinguen de las bvedas tradicionales por su capacidad para resistir esfuerzos de tensin. Las superficies de forma libre son aquellas que no se derivan matemticamente. Las superficies sinclsticas estn doblemente curvadas y tienen una curvatura similar en cada direccin. Las superficies desarrollables tienen curvatura simple; son rectas en una direccin y curvas en la otra y se pueden formar doblando una placa plana. Los conos y los cilindros (o de can) son desarrollables. Los esfuerzos en los paraboloides hiperblicos se relacionan con la direccin de curvatura. Los esfuerzos de compresin siguen la curvatura convexa (accin de arco), mientras que los esfuerzos de tensin siguen la curvatura cncava (accin de suspensin). CONCLUSIONESSE NECESITA UN CONOCIMIENTO PREVIO DE LA MATEMTICA APLICADA A LA GEOMETRA PARA PODER DISEAR ESTE SISTEMA ESTRUCTURALLOS CASCARONES SON MUY EFICIENTES SIEMPRE Y CUANDO LAS CARGAS DE DISTRIBUYAN UNIFORMEMENTE EN TODA SU SUPERFICIE.PARA LAS COBERTURAS DE CASCARONES LOS ESFUERZOS DE COMPRENSIN SIGUEN LA CURVATURA CONVEXA (ACCION DE ARCO) MIENTRAS QUE LOS ESFUERZOS DE TENSIN SIGUEN LA CURVATURA CONCAVA (ACCIN DE SUSPENSIN)ESTE SISTEMA ESTRUCTURAL REQUIERE MENOR USO DE MATERIAL CONSTRUCTIVO.MIENTRAS MAYOR SEA LA DIMENSIN DEL CASCARN, DEMANDA MAYOR SOPORTE EN SUS APOYOS Y BORDES.BIBLIOGRAFAhttp://www.sagradafamilia.catLIBRO: Comprensin de las estructuras es arquitecturaFlix Candela, el mago delos cascarones de concreto. Del Cueto RuizCONQUISTANDO LA ESBELTEZVIDEOS DE WWW.ACADEMATICA.COMGEOMETRA DESCRIPTIVA http://www.iiarquitectos.com/2010/05/cascarones.htmlGRACIAS POR SU ATENCIN