Estructuras especiales dentro de la arquitectura

1. c
CRITERIOS DE APLICACIÓN DE
ESTRUCTURAS ESPECIALES
EQUIPO 3:
Juan Carlos Hernández López
Lizbeth Del Carmen Jiménez Alvarado
Nayeli Lizeth Ramírez Ruelas
Ximena Ramirez Ibarra
Yadira Guadalupe Jimenez Avalos
Angel Patricio Pérez Rodríguez
ESTRUCTURAS DE CONCRETO 5°A

2. CONTENIDO
Introducción
Cascarones de revolución
Cascarones cilíndricos
Paraboloides hiperbolicos
Placas plegadas
Bóvedas de cañón
Cúpulas
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7

3. CASCARONES
DE
REVOLUCIÓN

4. ¿QUE ES?
• Un cascarón es una estructura de superficie delgada y
curva que transfiere las cargas a los apoyos solo por
tensión, compresión y cortante.
• Los cascarones se distinguen de las bóvedas
tradicionales por su capacidad para resistir esfuerzos
de tensión.

5. CLASIFICACIÓN
Se clasifican de acuerdo a su forma en 5 diferentes:
1. SINCLASTICO
Los de forma Sinclástica (domos) son doblemente
curvados y tienen una curvatura similar en cada
dirección.

6. CLASIFICACIÓN
2. DESARROLLABLE
-Los de forma desarrollada (conos y
cilindros o de cañón) son de una sola curva;
son rectos en una dirección y curvados en
las otra, y se pueden formar doblando una
placa plana.

7. CLASIFICACIÓN
3. ANTICLÁSTICO
Los de forma anticlásticas (con forma de silla de montar
que incluyen conoides, paraboloides hiperbólicos e
hiperboloides) son doblemente curvados y tienen una
curvatura opuesta en cada dirección.

8. CLASIFICACIÓN
4. CONOIDE
• Se generan moviendo el extremo de una línea recta a lo
largo de una trayectoria curva y el otro extremo a lo largo
de una línea recta o una curva más suave

9. CLASIFICACIÓN
5. FORMA LIBRE
• Son aquellas que no se derivan
matemáticamente.
• La habilidad de los cascarones para
resistir esfuerzos de tensión, permite mucha
mayor libertad en la forma
• Se pueden diseñar para responder a
consideraciones estéticas y funcionales, y
aún ser estructuralmente satisfactorios.

10. CASCARONES
CILÍNDRICOS

11. ¿QUE SON?
• Estas formas trabajan como cascarones que se
encuentran formando bóvedas, donde son similares a
una multitud de arcos unidos entre sí.

12. Características:
● En una estructura de cascarón, el espesor es
considerablemente menor que el ancho y el largo, ya
que los esfuerzos de flexión pueden causar rupturas.
● Los cascarones se distinguen de las bóvedas
tradicionales por su capacidad para resistir
esfuerzos de tensión.

13. Por sus dimensiones los
cascarones se clasifican en:
Cascarones de cañón largo.
Tienen las dimensiones más
largas en planta. Están
soportados en las esquinas y
se comportan como vigas
largas en dirección
longitudinal.

14. Cascarones de cañón corto.
Tienen la dimensión más corta en planta a lo largo de su eje
longitudinal.
Se comportan de dos formas:
● Rigidizando los extremos
● Rigidizando cada borde inferior en el sentido
longitudinal para proporcionar la forma de una viga

15. PARABOLOIDE
HIPERBÓLICO

16. Es una superficie tridimensional infinita llena de peculiaridades. Por un
lado, sus secciones con un plano horizontal y vertical dan como
resultado hipérbolas y parábolas respectivamente.
Se asemeja a la forma de una silla de montar, es decir, tiene una forma
convexa a lo largo de un eje y una forma cóncava a lo largo de la otra.
Es también una superficie doblemente gobernada, es decir, cada punto
en su superficie se encuentra en dos líneas rectas a través de la
superficie.

17. Presenta una gran ventaja frente a las formas desarrollables y a las
otras formas de doble curvatura, que se genera a partir de una familia
de rectas que se va apoyando sobre otras dos rectas, lo que significa
que es una superficie con dos sistemas de generatrices y directrices
rectilíneas que facilitan su adaptación a plantas de carácter ortogonal
típicas.

18. Se puede definir desde dos puntos de vista diferente:
● A partir de dos curvas: La superficie se genera trasladando una
parábola paralela a sí misma sobre otra de curvatura inversa, si las
parábolas se encuentran en dos planos que forman 90º el
paraboloide hiperbólico se denomina equilátero, si no se
denomina no equilátero.
● De dos familias de rectas: Expresado a través de dos familias de
rectas, una familia -las asíntotas de las hipérbolas, generatrices-
que se desplaza de manera paralela, apoyándose sobre otra
formada por dos rectas - directrices- que se cruzan, de
inclinaciones diferentes y separadas una determinada distancia.

21. Ecuación cartesiana
Las cubiertas formadas por paraboloides hiperbólicos se encuentran dentro
de las llamadas estructuras laminares, este tipo de estructuras se viene
estudiando y construyendo de manera regular desde la primera mitad del
siglo XX, para su desarrollo fue necesaria la investigación desde distintas
disciplinas: la geometría, el cálculo, los materiales y la construcción.
Antoni Gaudí fue consciente de que el arco de catenaria es la forma más
perfecta que la mecánica proporciona para llevar las cargas al terreno
evitando las flexiones, y aportó las primeras estructuras laminares con forma
de superficies alabeadas.

22. Ecuación cartesiana
● Con los planos z =k: , hipérbolas que cambian de eje con el signo de k.
● Si k = 0 se reduce a un par de rectas
● Con x =k: parábolas de eje con ramas descendentes y vértices en
ascenso.
● Con y =k: quedan determinadas parábolas de eje z con ramas
ascendentes y vértices en descenso.

23. Características
● No es simétrico respecto al origen de coordenadas.
● Es simétrico al eje z.
● Es simétrico respecto a los planos x-z e y-z.
● Las secciones con planos paralelos a las coordenadas y al eje del
paraboloide hiperbólico son parábolas.
● Se extiende infinitamente

24. Propiedades
● Aun siendo una superficie curvada, se puede
construir con líneas rectas.
● Dados cuatro puntos en el espacio que no
estén en un mismo plano, hay un único
paraboloide hiperbólico que pasa
precisamente por estos cuatro puntos.
Es precisamente la segunda propiedad del
paraboloide hiperbólico la que ha permitido un
amplio uso de la misma en arquitectura ya que la
superficie puede generarse a partir de vigas o
cuerdas rectas.

26. 7.6 BÓVEDAS
DE CAÑÓN

27. La Bóveda de cañón
Consiste en una proyección semicircular de un arco de medio
punto.
Fue utilizada, de una manera constante, en los tiempos del
Imperio Romano aunque ya era conocida por los antiguos
egipcios y los de Mesopotámica.
También conocidas como bóvedas de barriles se ven comúnmente
en muchas estructuras antiguas y modernas, como iglesias,
edificios gubernamentales, museos, acueductos, estadios, sistemas
de alcantarillado, túneles y más. De hecho, las bóvedas de cañón a
menudo se denominan bóvedas de túnel.

28. La Bóveda de cañón
Como todas las estructuras basadas en el arco, el
empuje se dirige hacia los muros que la sostienen,
que deben soportar una gran presión, no sólo
vertical, sino también lateral. Para contrarrestarla,
se utilizan varios procedimientos. La primera
solución consiste en aumentar el grosor y el peso
de los muros: para ello, la bóveda de cañón se
construye generalmente con arcos de refuerzo,
denominados arcos fajones o torales, apoyados
generalmente en pilares o pilastras, y reforzados al
exterior con contrafuertes.

29. Materiales
En la antigüedad, las bóvedas de cañón fueron construidas de piedra. Con el advenimiento de materiales
como el acero en la era moderna, ahora se pueden construir variaciones de la bóveda de cañón
utilizando una variedad de materiales.
● El ladrillo es el principal material de construcción, sin lugar a dudas. Pero peculiarmente se
utiliza ladrillo de terracota.
● La piedra caliza también se encuentra en la lista de materiales más comunes, en la
construcción de bóvedas de cañón.
● También se utilizan otros tipos de piedras, como el granito o el esquisto, según la
disponibilidad local.
● Para la composición de los morteros, o para el relleno que se realizará en las aberturas de las
curvas exteriores del arco, se utilizan yeso y cal, pedazos de ladrillos rotos y ensamblajes de
elementos de arcilla, como ollas rotas y restos de carbón.

30. Elementos de construcción de una bóveda de
cañón
El componente más importante de cualquier bóveda de cañón es el arco. Una bóveda de cañón,
en pocas palabras, es una fila de arcos repetidos alineados uno detrás del otro.
1. Piedra clave
2. Dovela
3. Trasdós
4. Imposta
5. Intradós
6. Flecha
7. Luz, vano
8. Contrafuerte

31. Aspectos constructivos
Una bóveda de cañón real tiene las juntas convergiendo hacia un hipotético
centro, de lo contrario deberíamos hablar de una bóveda "inadecuada" (en
hormigón armado , hormigón , madera , piedras o ladrillos no orientados, etc.).
En general, la bóveda de cañón, como todas las estructuras abovedadas, se
creó para cubrir edificios con mampostería o estructuras portantes de piedra
y, por lo tanto, asume la misma disposición estructural.

32. En comparación con otras bóvedas, La de cañón es más inestable, ya que
ejerce sobre sus elementos sustentantes una fuerte presión, no sólo vertical,
sino también transversal. Por ese motivo, puede fácilmente derrumbarse si no
se refuerzan convenientemente los elementos constructivos que la sustentan.
Además de aumentar el grosor de los muros, en la arquitectura románica era
común el empleo de contrafuertes para contrarrestar estas tensiones laterales.
Debido a la dificultad de horadar el muro sin que afecte a la estructura, los
espacios cubiertos por bóvedas de cañón están en general poco iluminados,
como suele ocurrir en la arquitectura románica.

33. Ejemplos
Basílica de San Andrés:
Es una iglesia católica italiana de estilo
renacentista erigida en Mantua, Lombardía.

34. Basílica de San Pedro
La iglesia más grande del
mundo, la Basílica de
San Pedro es algo más
que el edificio más
importante de la
cristiandad. Es una joya
dentro de la Ciudad del
Vaticano, desde donde
los Papas han difundido
la palabra de Dios por
todo el mundo.

35. CÚPULA

36. CÚPULA

37. Elemento arquitectónico que se utiliza
para cubrir un espacio mediante arcos
de perfil semicircular, parabólico u
ovoidal, rotados respecto de un punto
central de simetría.

38. c
La razón práctica de la cúpula es cubrir
una parte del edificio o su totalidad,
dotando al inmueble de una mayor
alzada, más volumen y la solemnidad y
prestancia que tiene por lo común todo
edificio abovedado.

40. c
Funcionamiento
estructural
El mecanismo resistente de las
cúpulas tiene una particularidad
que las hace superar ampliamente
la capacidad estructural de los
arcos.
Cada meridiano se comporta como
si fuera un arco funicular de las
cargas aplicadas

44. 7.5 PLACAS PLEGADAS