Diseño de una estructura transformable por deformación de una malla plana en su aplicación a un refugio de rápido montaje

Abstract

Este trabajo estudia los sistemas no convencionales de tecnologías arquitectónicas ubicándose dentro de las estructuras de rápido montaje utilizando como método de generación de la forma las curvas de flexión. El estudio comprende la demostración técnica y viabilidad constructiva de conseguir formas tridimensionales en equilibrio, ligeras, y móviles a través de este método.<br/>Esta investigación plantea problemas asociados al comportamiento estructural de las mallas de barras pre-flectadas arriostradas con membranas textiles. La generación de la forma, procesos de diseño, métodos de montajes, detalles constructivos y aplicaciones arquitectónicas de estas cubiertas son parte de este trabajo. <br/>La investigación abarca actividades teóricas, descriptivas y bibliográficas, referidas al estado del arte de las cubiertas ligeras de mallas pre-flectadas, siendo necesario visitas técnicas a edificaciones, encuentros con especialistas del área, entre otras. Se hace especial énfasis en las actividades experimentales, centrándose en demostrar la potencialidad técnica de la propuesta a través de la realización de modelos físicos y digitales, con el uso de programas de cálculo estructural de segundo orden (Easy-Technet).<br/>Para la comprobación de la hipótesis, planteada en este trabajo. Se realizó la construcción de un prototipo a escala natural incluyó el diseño de piezas y detalles constructivos. Este prototipo fue financiado por el Centro de Desarrollo de Cooperación para el Desarrollo CCD UPC (España) y el Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico CDCH-UCV (Venezuela), cuyo resultado se evaluó de acuerdo al funcionamiento estructural y geométrico. <br/>Esta investigación tiene una orientación eminentemente tecnológica y contribuye a enriquecer los conocimientos existentes sobre los métodos de transformación de mallas deformadas con componentes pre-flectados, que hasta ahora son los menos estudiados.

In this document, present it the results obtained in the doctoral thesis research, made in the department of Arquitectural Constructors in the School of Architecture in Barcelona (UPC) Spain, under the tutorship of Dr. José Llorens and Dr. Ramón Sastre as co-author, collaborating also with Dr. Jurgen Hennickly of the Institute of Light Structures of the Stuggart University, and with Dr. Dieter Strobel from the Technet Company in Stuttgart.<br/>A concise description of the potentialities of the light structures of rapid assembly utilised as a constructive method in the bending of a flat wire-netting to obtain a geometric balanced form with a textile membrane hanging prestressed. The emphasis will be made in search of a process of form, assembly and the structural behaviour in the presence of faced external weights which permits defining it as a pliable structure. <br/>When flat the grill is a mechanism with measures of liberty. The articulate knot causes friction among its components, the bar moves parallel with another causing in all the squares a robic shape and the net has the behaviour of a parallelogram. This movement causes changes in the length of the diagonal between the knots where two of them move of the net and the angle changes between the Bars indicate that the initial general form was altered conforming the double curvature.<br/>The method in obtaining the form by the bending curves part, if and when, the net is curved, act over its charge of the equal magnitude and the same sense, in which the net may be uniformly shared in all the bars that the forms deforming almost the entire net homogeneously, thus generating the dome supported in four points with perimetral arcs on its borders. In this sense,the result of the form structure was proven. <br/>The bending general behaviour of the net to the bending depends on the cross of the bar, the value of the modules elasticity and the rigidity of its nodes. The Bars transmit forces of compression and the traction of the membrane. With this experimental research has proved that this new experimental typology substitutes weight by force, naming it PREBENDING STRUCTURES. It reinforces the principle of the ant that to charge with more weight that of its proper weight the sustainable skeleton generates a structural efficiency.