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sistema constructivo tridilosa
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TRIDILOSAS
RESEÑA HISTORICA.
Heberto Castillo , ingeniero que se
distinguió por tener amplias capacidades
para conceptuar formas complejas y
estructuras espaciales , en tres dimensiones
lo que le permitió contribuir en el cálculo
de las estructuras de obras civiles .
Es de esta manera que Heberto en 1966
desarrollo un sistema estructural de
entrepiso tridimensional mixto de acero y concreto llamado TRIDILOSAS , esta novedosa técnica
usada para construir elementos estructurales que pueden reemplazar la tradicional losa de
concreto reforzado en muchas de sus aplicaciones convencionales.Para el diseño de las Tridilosas
Heberto Castillo tomo en cuenta cierta concepción tridimensional de las estructuras que
proponía el arquitecto JOSE Priani en un ensayo para lograr cubiertas baratas para casa habitación
.
Heberto Castillo supo que en el diseño del concreto reforzado, la zona agrietada abajo del eje
neutro de una pieza, prácticamente no trabaja y es empleada únicamente como recubrimiento
del acero, de esta manera tras muchos años buscando un sistema que suprimiera
adecuadamente este concreto agrietado que siempre fue una carga muerta de gran
consideración y que muchos estructuristas en vano han intentado suprimir.
Castillo lo logro, invento la tridilosas que, además de ahorrar un 66 por ciento del peso del
concreto de la losa o trabe tradicionales equivalente, ha logrado consecuentemente eliminar la
participación más o menos costosa de la cimbra.
1. DEFINICIÓN
La tridilosas es una estructura tridimensional altamente ligera y de tablero mixto (combinando la
zona comprimida de concreto (hormigón), con la zona traccionada de acero).Su estructura es que
puede ahorrar un 66% de hormigón y hasta un 40% de acero, debido al hecho de que no necesita ser
rellenado de hormigón en la zona de tracción, solamente en la zonas superior de compresión.
Según el uso a que se destine, la tridilosas ahorra hasta el 80 por ciento del concreto, el 40 por
ciento del fierro y la mitad del costo de una obra; en consecuencia, no es muy popular entre
contratistas y constructores (argumentan sus defensores), porque reduce los márgenes de donde
arrancar ganancias, así como los porcentajes negros de los funcionarios que contratan las obras.
La tridilosas es una estructura mixta de concreto y acero que se compone de elementos tubulares
soldados u atornillados a placas de conexión, tanto en el lecho superior como en el inferior que
generalmente son capas de concretlatridiolo estructuras tridimensionales en las que solo el 33% del
concreto trabaja a la compresión, una eficiencia de hasta el 90% de este material. Lo anterior permite
la construcción de estructuras mucho más ligeras, resistentes y económicas en tiempos mucho
menores que los sistemas convencionales.
Fig.2 tridilosas como estructura de cubierta Fig.1 tridilosas como estructura de cubierta
FUNCIONAMIENTO ESTRUCTURAL
Se considera la flexión (compresión y tensión), la torsión (de forma secundaria) y el cortante. El
concreto toma los esfuerzos de compresión ocasionados por la flexión que pueden ir por arriba o por
abajo si hubiere inversión de momentos; la tensión ocasionada por la misma flexión se toma con el
acero; la torsión, con el armado transversal, y el cortante con las diagonales espaciales (no
contenidas en planos verticales) de diferentes perfiles estructurales de acero, que trabajan a tensión
y compresión puras.
Fig. 3: Gráfico de cálculo de fuerzas dentro de la tridilosa
Fig. 4: Gráfico sobre el corte de la tridilosa y las losas de concreto respectivo.
La FORMA GEOMETRICA UTILIZADA es una Pirámide de base cuadrada, la tridilosa está constituida
por:
- Una estructura espacial metálica formada por dos mallas de acero; una superior y otra inferior
conectada por diagonales formando pirámides de base cuadrada.
- Una o dos losas de concreto ubicadas en la malla superior formando el piso y la otra ubicada en la
malla inferior que sería el cielo raso.
2. CARACTERISTICAS:
Las principales características de este sistema son:
a) LAS CONDICIONES MÁS SIMPLES SON LAS DE QUE LOS ELEMENTOS DE LA ESTRUCTURA
TRABAJEN A TENSIÓN Y A COMPRESIÓN EXCLUSIVAMENTE. ES DECIR A ESFUERZOS SIMPLES.
Según el concepto clásico de la losa o de concreto armado, se tiene una zona de compresión arriba
del eje neutro y una zona de tensión abajo del. El concreto que se encuentra en la zona de tensión
no trabaja e incluso se agrieta. La losa constituye como es sabido aproximadamente el 66 por
ciento del peso de la estructura. Pues bien, 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 plafon, 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. 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.
b) LA TRIDILOSA ES UNA ESTRUCTURA HIPERESTATICA CON GRAN NUMERO DE INCÓGNITAS .
Respecto a su funcionamiento y estabilidad, la tridilosa tiene la ventaja de que es hiperestatica con
un gran numero de incógnitas, razón por la cual al ocurrir una falla local de la estructura, se
efectúa una redistribución de esfuerzos pero subsistiendo el equilibrio. Lo anterior se puede
comprender al considerar que en una viga continua de cuatro apoyos , por ejemplo, puede
prestarse una falla en uno de ellos sin que se presente bruscamente el colapso de la estructura y
que en cambio, es obvio que en una viga simplemente apoyada, al suprimir uno de los apoyos, el
colapso es inmediato.
Entonces al ser la tridilosa una estructura de un grado muy alto de hiperestaticidad, soporta una
gran cantidad de deficiencias en la construcción.
c) LA TRIDILOSA ES UN BUEN AISLANTE TÉRMICO .
La tridilosa funciona como un 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 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.
d) 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.
e) LA TRIDILOSA NO TIENE 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.
En el diseño de la tridilosa ya no se discutirán más, 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 arrea, y la única complicación que acaso se pudiere presentar es el cálculo del pandeo
en las piezas que se diseñó.
f) 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.
Luego se procede a montar dicha estructura sobre las columnas, y antes de colar las losas de la
tridilosa sé Pueden levantar nuevamente las columnas volver a montar la estructura de la
tridilosa e ir colando uno o varios pisos a la vez. El colado de los pisos puede ser después
simultáneo.
g) 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
autosoportante 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.
h) LA TRIDILOSA PROPORCIONA UN MEJOR CONOCIMIENTO DEL COMPORTAMIENTO DE LA
ESTRUCTURA.
En una estructura como la tridilosa se conoce a ciencia cierta, que la transmisión de esfuerzos
de los lechos 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.
i) LA TRIDILOSA TIENE CARGA MUERTA 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 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 mas del doble que la
tridilosa.
j) LA TRIDILOSA, FACILITA LAS INSTALACIONES SANITARIAS Y ELÉCTRICAS.
La tridilosa tiene 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. En 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. 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 instalación 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.
K ) COSTO DE LA TRIDILOSA PERMITE UN AHORRO CONSIDERABLE
1. Cimentación, 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 mas racionalmente
diseñadas.
3. TIPOLOGIA.
En cuanto a su forma, presenta diversos modelos. Cada uno de estos ejemplos se adecuara
dependiendo de las necesidades requeridas en el proyecto, donde en todo momento la tridilosa
trabajara como una sola junto con los elementos de borde y de apoyo (vigas y columnas)
brindando una mayor confianza como estructura.
modificado al agregársele l2 pisos mas, gracias al uso
construidos en concreto y cuyo proyecto original fue
de México, uno de los edificios más altos del mundo
l Poliforum Cultural Siqueiros, así como en el Hotel e
de la central camionera norte y en s como ubiertaC
altura de 8m y un ancho de 3m.
esto a sumándole tridilosa las de netamente una
ayuda la con luces grandes Abarca longitud.
de mas tiene (2004)Martinez Castillo de m 200
por Diseñado . Heberto Ing. el peatonal ciclopista
instalados con este tipo de estructuras como el del
sido han puentes 200Alrededor uentes. de P
ESTRUCTURAS CON BICELOSÍA ESPACIAL COMPUESTA PARA GRANDES LUCES O SISTEMA TRIDILOSA CON BICELOSÍA
El sistema Tridilosa con Bicelosía espacial compuesta se diferencia de la losa reticular mixta
(tridilosa original) en los siguientes aspectos:
El sistema Tridilosa con Bicelosía espacial compuesta esta formado por dos celosías los cuales
constan de tres mallas: superior, intermedia e inferior, conectadas por diagonales, formando
una celosía de base cuadrada conectada por sus vértices y losa de concreto inferior y/o
superior
La losa reticular mixta prefabricada industrialmente esta formada por dos mallas metálicas y
conectando por separadores o diagonales que unen dicha barra de modo que formen un
reticulado de base cuadrada.
o
El sistema tridilosa con bicelosía espacial compuesta, se puede aplicar como piso cuya sección
transversal es recta en las dos celosías espaciales y como cobertura donde la celosía inferior es
recta y variable, la celosía superior adaptándose así a los requerimientos arquitectónicos.
La losa reticular mixta prefabricada industrialmente es aplicable para obtener sistemas de
pisos con sección constante y coberturas de sección constante y variable así como uno, dos,
tres o más inclinaciones.
El sistema tridilosa con bicelosía espacial es aplicable para obtener sistemas de pisos con
grandes sobrecargas por la separación de las tracciones y compresiones, en luces entre 10 y
100 metros.
La losa reticular mixta (tridilosa original) se aplica en sistemas de pisos con sobrecargas de 50 –
1000 kg/m2 y luces de 6 – 30 metros.
Los materiales usados para la fabricación de la celosía son fierro corrugado y concreto donde
se esperan mayores compresiones en ambos sistemas de losa, alternativamente se pueden
utilizar perfiles o tubos metálicos.
La unión de la celosía se realiza con soladura de arco.
4. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO}
PERFILES UNIONES Y ENSAMBLES
Teniendo como base el modulo comun utilizado para la estructura de tridilosa convencional, se
procedera a describir, a groso modo, la parte tecnica.
I. Primero se colocan las cuerdas superiores, las cuales cuentan con una armadura de fierro en forma longitudinal.
II. Seguido del paso anterior, se coloca las platinas metálicas, de modo tal que ensamble la
estructura longitudinal anterior.
III.A continuación se adhiere la platina metálica más la estructura longitudinal a través de pernos.
CUERDAS SUPERIORES
PLATINAS METALICAS (SUPERIORES)
PERNOS
lave de la tridilosa, esta está IV. Luego, se arma la pirámide estructural, la cual va ser pieza c
compuesta por perfiles en posición diagonal.
V. La armadura anterior se va a estructurar mediante una platina metálica inferior, para asegurar las uniones de los perfiles, pues de lo contrario las cargas que soportaría la tridilosa, desuniría este nodo.
VI. Finalmente, se colocan las everdas inferiores, para seguir estructurando la tridilosa.
VENTAJAS
Cubregrandeslucescontechos:horizontales,adosaguas,deformapoligonalo,dearcodesegmento
s.
La Tridilosa es un buen aislante térmico.
La Tridilosa es aislante acústico.
Rapidez de construcción.
DIAGONALES PIRAMIDE
Se puede construir varios pisos aprovechando mejor el terreno que por lo general es caro y
escaso
Rapidez, limpieza y menor tiempo en la ejecución de la obra en comparación con los sistemas
convencionales.
Menor cantidad de concreto y por consiguiente menor peso propio por m2. de área techada
DESVENTAJAS
Su uso no es muy extendido aun, y se requiere de especialistas técnicos calificados.
En el Perú, el Ing. Luis Bozzo tiene la patente del sistema constructivo, por lo que se le debe
asignar un pago adicional si se desea utilizarlo en cualquier proyecto.
No es muy utilizado en proyectos de baja escala (viviendas).
Con el tiempo, presenta leves deflexiones que generan empozamientos del agua de las
lluvias (sobre todo en grandes luces).
El contacto de elementos oxidantes como el agua y el aire harán que las estructuras de
fierro tengan un tratamiento el cual consistirá en esmaltes alquidálicos priorizando las
zonas de uniones.
5. APLICACIÓN DE TRIDILOSAS EN EL PERU En 1968 el Ing. Miguel Bozzo Ch. (Perú) Realiza aportes en Ingeniería estructural realizando
construcciones con celosías espaciales compuestas denominado “estructura espacial compuesta”
para grandes luces aplicado en coberturas de naves industriales así como en edificios industriales
de varios pisos, hangares, iglesias y los aportes para estructuras mixtas son:
a) La estructura metálica es el esqueleto fundamental, se debe agregar las losas de concreto en
zonas de compresión
b) Para la correcta aplicación de las estructuras mixtas es necesario asegurar un monolitismo
entre las estructuras y el concreto.
c) Se ha ideado la aplicación con el método de elementos finitos para el análisis de estructuras
mixtas.
Tras su llegada al Perú el Ing. Miguel Bozzo compra las patentes del empleo de tridilosa en las
edificaciones locales, razones por la cual la gran mayoría de edificaciones que emplean este
sistema constructivo son aportes del Ing. Bozzo. En el Perú se han construido gran variedades de
edificaciones empleando esta tipología estructural, tales como: ANGARES, PLANTAS DE
EDIFICIOS,NAVES INDUSTRIALES, EDIRICIOS EDUCATIVOS.