Fundamentos de Análisis y Diseño Estructural para estudiantes de Arquitectura

Fundamentos de Análisis y Diseño Estructural para estudiantes de Arquitectura

se pueden formar arcos sometidos a compresión en la dirección de las parábolas curvadas hacia abajo, mientras que en la otra dirección la cáscara puede estar sujeta a tracción, formando una membrana cuyas fuerzas internas son absorbidas por los refuerzos de acero (Figura 92). Cada uno de estos elementos es capaz de soportar una parte de las cargas. El análisis puede realizarse por separado, examinando primero los arcos y en un segundo paso las cuerdas de la membrana. Al distribuir las cargas entre los arcos y la membrana, se debe tener en cuenta el equilibrio en los bordes. Si no hay vigas de borde rígidas que puedan absorber fuerzas de tracción o compresión en la dirección transversal, las componentes de fuerza de los arcos y la membrana deben cancelarse mutuamente en esta dirección. Solo queda entonces una fuerza interna a lo largo del borde, que puede ser absorbida por una costilla delgada o por una zona estrecha en el plano de la cáscara. Al colocar varios paraboloides hiperbólicos uno al lado del otro, cuyas líneas de contacto forman bordes, se crean estruc turas portantes interesantes. Una composición clásica de este tipo desa rrollada por Felix Candela (1910-1997) consta de cuatro elementos idénti cos que están apoyados en el centro sobre un soporte.

Figura 92

Cáscaras con curvatura opuesta o anticlásticas. Si las líneas de apoyo se reemplazan por arcos curvados hacia abajo, al desplazar el arco generador a lo largo de estas líneas, se crea una superfi cie con curvatura opuesta, una llamada superficie silla de montar (Figura 92). Esta presenta el mismo comportamiento de curvatura que un para boloide hiperbólico. Por lo tanto, una cáscara sometida a compresión con curvatura opuesta se puede entender como una estructura dual a las estructuras de tracción espacial. Al realizar cortes en las direcciones de curvatura principal de un parabo loide hiperbólico los cortes parabólicos que se encuentran en las direc ciones de curvatura principal del paraboloide hiperbólico se pueden observar que estos presentan direcciones de curvatura opuestas. Si se ejecuta una cáscara correspondiente con un material resistente a la com presión y la tracción, como el hormigón armado, bajo una carga vertical

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05 - ARCOS