El documento describe los sistemas de estructura de vector activo, los cuales transmiten fuerzas a través de una subdivisión multidireccional. Estos sistemas mejoran la resistencia, rigidez y capacidad antisísmica de las edificaciones. Se componen de elementos lineales como barras de acero unidos en nodos para formar estructuras tridimensionales que distribuyen fuerzas de manera óptima.
1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION SUPERIO
I.U.P. ¨SANTIAGO MARIÑO¨
ASIGNATURA: PROYECTO DE ESTRUCTURA
SECCION: 4a
EXTENSION PORLAMAR
BACHILLER:
JOHAN RODRIGUEZ
PROFESOR:
EDGAR SALAZAR
2. Los Sistemas de estructura de Vector Activo
son sistemas portantes formados por
elementos lineales (barras). En los que la
transmisión de las fuerzas se realiza por
descomposición vectorial, es decir, a través de
una subdivisión multidireccional de las fuerzas.
Este sistema se presenta en cualquier tipo de
edificación, sus estructuras alta resistencia y
rigidez, mejorando sistemas antisísmicos,
otorgando amplitud a espacios interiores y
razonando ante todo esfuerzo y momento que
se presente en una edificación.
Utilizado mayormente en sistemas
estructurales de puentes, puede ampliar las
luces entre apoyos estructurales verticales
(columnas), lo cual reduce el material y mano
de obra a contratarse, por trabajar con
sistemas prefabricados y de manera seca.
El sistema de vector activo analiza los primeros momentos causados en la
estructura, para generar elementos de aporte a resistencia, según el estudio
matemático, Analizando el comportamiento de todos los cuerpos geométricos,
sometiéndolos a esfuerzos de carga y empuje lateral, como se muestra en el
siguiente ejemplo del análisis de un cuadrado
Sistema De Estructura Vector Activo
Por lo cual se resuelve que para optimizar una
estructura, se debe tomar como base de diseño el
triangulo, por ser la única figura geométrica
indeformable
En la grafica se
ejemplifica la derivación
del análisis de la
deformación de un
elemento, mejorando la
respuesta estructural a
medida del incremento
de elementos que van
triangulando el espacio
interior del mismo.
3. Una vez analizado el sistema, debe integrarse a
un elemento estructural de alto requerimiento,
deduciendo la forma optima para poder crear
sistemas fáciles de ensamblar y livianos, que
deriven cargas propiamente y sean
indeformables, de este modo es que el acero
forma parte fundamental de la estructura para
lograr vector activo con los siguientes requisitos.
• Las barras tubulares de acero deberán ser
cortas para evitar la flexión en su estructura.
• Los elementos unidos no deben poseer
juntas rígidas, ya que en la estructura, dicha
rigidez causa deterioro a la hora de imprimir
esfuerzos y momentos sobre la estructura.
• Los elementos deben estar separados y
prefabricados, pudiendo ensamblarlos por
módulos exactos fácilmente y también
desensamblarlos sin dañar su configuración,
de esta forma se podrán obtener estructuras
móviles.
Sistema De Estructura Vector Activo
4. Mecanismo de cercha
Comparación con otros mecanismos de reconducción de fuerzas
Arriostramiento de cercha mediante triangulación del
bastidor
Una segunda barra diagonal aumenta el arriostramiento,
pero no es imprescindible para el efecto vectorial.
Las barras diagonales impiden la deformación,. El bastidor
se convierte en cercha.
Con una carga asimétrica, el sistema no funciona si las
esquinas no se rigidizan.
Un bastidor con cuatro articulaciones en las esquinas
solo esta en equilibrio en teoría.
Transmisión de la fuerza mediante la sección del materia.
Mecanismo de Viga
Mecanismo de Arco
Transmisión de fuerza exteriores mediante forma material adecuada.
Mecanismo de Cercha
Transmisión de fuerza exteriores mediante el esquema adecuado de barras individuales.
5. El vector activo se presenta de 2
formas:
• La bidimensional en vigas y
columnas de acero, de
configuración triangular en los
trayectos interiores.
• La tridimensional en estructuras
estereométricas de conformación
espacial (la geometría de las mismas
puede verse claramente en las
cubiertas de surtidores de gasolina
que utilizan pocos puntos de apoyo).
Sistema De Estructura Vector Activo El siguiente gráficos muestra ejemplos:
Bidimensional
Tridimensional
6. Sistema De Estructura Vector Activo
Cerchas:
Es una composición de barras rectas unidas entre sí en sus extremos para constituir una armazón rígida de forma
triangular, capaz de soportar cargas en su plano, particularmente aplicadas sobre las uniones denominada nodos, en
consecuencia, todos los elementos se encuentran trabajando a tracción o compresión sin la presencia de flexión y
corte.
7. Sistema De Estructura Vector Activo
Son elementos de acero de forma esférica, en
los que mediante un mecanizado, se han
realizado unos taladros roscados con asientos
para las barras y para recibir los tornillos de
unión de nudo a barra.
• Nodos:
Son elementos formados por tubos de acero
A 42.b conformados en frío, en cuyos
extremos se han incorporado unos
elementos, puntas, con taladro pasante y que
sirve de unión mediante el tornillo al nudo.
• Barras:
8. Sistema De Estructura Vector Activo
Es una tipología de estructura espacial, un sistema estructural compuesto por elementos lineales unidos de tal modo que las fuerzas son
transferidas de forma tridimensional.
Malla Especial:
De esta manera las mallas espaciales cumplen lo siguiente: Las fuerzas exteriores sólo se aplican en los nudos, Los elementos se configuran en el espacio de tal
modo que la rigidez de cada unión se puede considerar despreciable, es decir, cada unión se considera una articulación a efectos de cálculo.
9. El Poliedro de Caracas es un recinto diseñado y construido
para albergar eventos y espectáculos, ubicado al sur de la
ciudad de Caracas (Venezuela), en la zona de La Rinconada,
adyacente al Hipódromo La Rinconada. Se puede acceder a él
en Metro a través de la Estación La Rinconada, la cual además
sirve de enlace con la estación terminal de Caracas "Simón
Bolívar" del Tren Caracas-Cúa. Posee un aforo máximo de
13.500 personas sentadas con una capacidad tope máxima
para albergar hasta 20.000 personas.
La idea de crear el Poliedro de Caracas fue proyectada en el
año 1971 y fue el Arquitecto Jimmy Alcock, quien en
colaboración con sus colegas Héctor Hermidas y Roberto
Andrade, presenta el proyecto inicial de construcción de ésta
importante obra arquitectónica.
Concebido inicialmente como "Domo Geodésico de la
Rinconada", su estructura principal es precisamente
una cúpula geodésica, con 145 metros de diámetro y 38
metros sobre el nivel de pista, basada en las creaciones del
ingeniero estadounidense Richard Buckminster Fuller, autor
de otras estructuras similares edificadas en distintas partes
del mundo
Sistema De Estructura Vector Activo
Poliedro de Caracas