MARCOS ESPACIALES A menudo veo un edificio como una lucha entre la pesadez

y la ligereza: una parte es una masa sólida unida al suelo,mientras que la otra se remota hacia arriba

- Renzo Piano

NOTA: La acepción correcta del término marco se refiere a estructuras con conexiones rígidas ,el termini marco espacial como se usa por lo común incluye conexiones tanto articuladas como rígidas

MARCOS ESPACIALES Sistema de armadura tridimensional que salva claros en dos direcciones cuyos miembros solo están en tensión o compresión.

Módulos geométricos de marcos tridimensionalescomúnmente usados: a) y b).

De los dos ,el modulo de la mitad de un octaedro es cuadrado en planta y mas adecuado para edificiosrectilíneos

salvan claros en dos (o mas direcciones )..

armaduras con conexiones horizontalesson esencialmente bidimensionales ysalvan claros en una dirección

COMPARACIÓN DE UN SISTEMADE MARCO TRIDIMENSIONALY UN SISTEMADEARMADURACON CONEXIÓN HORIZONTAL.

a) Los marcos espaciales son tridimensionales y b) Encontraste ,las combinaciones de

La carga aplicada recorrerá las rutas mas rígidas a los distintos soportes, con la mayoría de la carga desviándose alrededor de los miembros mas flexibles.La estabilidad de este tipo estructuras no se afecta significativamente por la remoción de algunos miembros a causa de la desviación de las fuerzas alrededor de los miembros restantes.

Conexiones de una marco tridimensional :

a)I Unistrut es un sistema que sefabrica de componentes de aceroestampado, los cuales se conectancon juntas articuladas y es adecuadopara claros cortos.

b)I Sistema Triodetic que consiste de una nodode aluminio extruido con muescas deposicionamiento ranurados y de tubos de acerogalvanizado con los extremos construidos conuna orilla sincronizada que se ajusta en lamuesca de posicionamiento del nodo.

c) Sistema de nodo KK-Ball ,queconsiste de miembros tubulares quese atornillan en nodos sólidosesféricos y es adecuado para clarosmás grandes.

Apoyos de un marco tridimensional en a) y b)

Los apoyos en el perímetro reducen enormemente lasfuerzas máximas en los elementos ,pero se tiene el costo

adicional de las columnas y sus respectivascimentaciones.

Debido al arreglo tridimensional de los miembros en un marco espacial los nodos que unen a estos son inherentemente complejos.Además, por su compleja geometría es común utilizar el acero y el aluminio para su construcción.

Los marcos tridimensionales necesitan un mínimo de tres apoyos para ser estables, aunque la mayoría tiene almenas cuatro lados

APOYOSDE UNAMARCO TRIDIMENSIONAlL: a) , b) y c).

Los apoyos de puntales resultan en fuerzas muy grandes en los miembros cerca del apoyo. Estas fuerzas se pueden reducir distribuyéndose sobre una gran área usando apoyos ramificados ,o se pueden repartir incrementado el tamaño de los miembros mas cercanos a los apoyos.

CASOS DE ESTUDIO DE MARCOS ESPACIALES

(TRIDIMENSIONALES)

Expo 70 festival plaza

Expo 70 festival Plaza ,sección.

Expo 70 Festival Plaza: detalledel nodo de conexión del marcotridimensional

Es la estructura de marco tridimensional mas grande del mundo (kenzo tange y koji kamiya, arquitectos: sadao hirala, ing. Estrustural )El marco estructural por el mismo de módulos cuadrados de la mitad de un octaedro(pirámide, equilátero)

Se uso el sistema tipo mero con un nodo de acero hueco esférico con miembros tubulares unidos a los nodos por pernos.El techo en su totalidad estaba revestido con una cubierta de plástico transparente.

Tiene una longitud de cinco manzanas y un total de 148 , 800 m2 . ( I.M. Pei &SociosArquitectos)

La clave para resolver la fachada decinco cuadras yace en el marcotridimensional que soporta los muros ylos techos.

CENTRO DE CONVENCIONES JACOB K. JAVITS

Centro de convenciones Jacob K.Javits, dibujo axonométrico deltecho en que se muestran las orillasachaflanadas, la retícula delbastidor y las localizaciones de lasjuntas de expansión.

Chaflanes labrados en facetas marcan la colocación de las columnas en el piso superior de exhibición.

Recubierto con vidrio semirreflejante, el edificio parece opaco durante el día, ganando una aparente iluminación al reflejar el cielo.

Centro de Convenciones Jacob K.Javits, detalles de las columnas:

Icosaedro tensegrity ,construido porBUCKMINSTER Fuller ,1949.

Free RIDE Home(1974,aluminio y

acero inoxidable) es una de lasmuchas esculturas tensegrity deKenneth Snelson.

Versión cuadrada de la estructuradel techo de aspension patentadapor Buckminster Fuller: a) Isométricoy b) diagrama de la trayectoria decargas.

Dibujo de la patente del domo deapension de Fuller.

Sin embargo ninguna aplicación practica de la teoría de snelson y de fuller se había aplicado a los edificios

En 1961, fuller patento una estructurad e techo de aspension en la que empleo tensengrities para creer una estructura de peso ligero que fuera resistente ala vibración inducida por el viento.

Un tensengrity es un marco tridimensional estable, ensamblados con cables y puntales donde los cables son continuos. Pero los puntales discontinuos y no se tocan entre si.Inventado por el escultor kenneth snelson y desarrollado y patentado por buckminster fuller

Comparación de domos tensegrity

Perspectiva de una versiónsimplificada de ocho segmentos deldomo de cables de Giger; estaversión tiene tres aros en tensión.

Perspectiva de una versiónsimplificada de ocho segmentos deldomo de cables de Geiger; estaversión tiene tres aros en tensión

CASOS DE ESTUDIO EN LOS QUE SE EMPLEARON

TENSEGRITIES

Florida suncoast Dome,exterior

Florida suncoast Dome,sección

FLORIDA SUNCOAST DOME

RESUMEN

UN MARCO TRIDIMENSIONAL ES UN SISTEMA DE ARMADURA TRIDIMENSIONAL QUE SALVA CLAROS EN DOSDIRECCIONES ,DONDE SUS ELEMENTOS ESTAN SOLO EN TENSION O EN COMPRENSION

LOS MARCOS TRIDIMENSIONALES CONSISTEN DE MODULOS IDENTICOS REPETITIVOS ,CON CAPASSUPERIORES E INFERIORES PARALELAS (LAS CUALES CORRESPONDENALAS CUERDAS DE LASARMADURAS)

LA MITAD DE UN OCTAEDRO (PIRAMIDE DE CUADRO LADOS) Y EL TETRAEDRO ( PIRAMIDE DE TRES LADOS)SON MODULOS POLIÉDRICOS AMPLIAMENTE USADOS PARA LA CONSTRUCCION DE MARCOSTRIDIMENSIONALES.

EN UN MARCO TRDIMENSIONAL ,LA CARGA APLICADA CORRERA POR LAS RUTAS MAS RIGIDAS A LOSDISTINTOS SOPORTES , CON LA MAYORIA DE LA CARGA DESVIANDOSE ALREDEDOR DE LOS ELEMNTOS MASFLEXIBLES.

LA ESTABILIDAD DE LOS MARCOS TRDIMENSIONALES NO SE AFECTA SIGNIFICATIVAMENTE POR LA REMOCIONDE ALGUNOS MIEMBROS,LO CUAL RESULTA EN LA DESVIACION DE LAS FUERZAS ALREDEDOR DE LASDISCONTINUIDADES RESULTANTES, COMPARTIENDO LOS MIEMBROS RESTANTES LAS FUERZAS ADICIONALESEQUITATIVAMENTE EN PROPORCION CON SU RIGIDEZ O RESISTENCIA.

UN TENSEGRITY ES UN ENSAMBLE DE UN MARCO TRIDIMENSIONAL ESTABLE DE CABLES Y PUNTALES DONDELOS CABLES SON CONTINUOS PERO LOS PUNTALES SON DISCONTINUOS Y NO SE TOCAN UN CON OTRO.

UN DOMO DE CABLES ES UN TECHO DE TENSEGRITY QUE CONSISTE DE CABLES CONTINUOS EN TENSION YPUNTALES DISCONTINUOS EN COMPRESION EN UNACONFIGURACION RADIAL.