ESTRUCTURA
“La estructura es, y ha sido siempre, un componente esencial de la arquitectura.” (Salvadori, 1987)
“…la estructura tiene un campo de interpretación ilimitado en su relación con la forma construida. La estructura puede esconderse por entero tras la forma perceptible; de la misma manera que puede llegar a ser ella misma la forma construida visible, o sea, llegar a ser la arquitectura misma.” (Engel, 2001)
“La diferenciación entre diseño arquitectónico y diseño estructural debe desaparecer.” (Engel, 2001)
DISEÑO DE ESTRUCTURA
En la mayoría de los casos, al enfrentar el desafío de proyectar, “el arquitecto desarrolla la idea de la estructura para su obra a partir de conocimientos profesionales” (Engel, 2001), pero en el desarrollo de la obra no fue así, quizás debido a la poca experiencia, si bien los años de estudio universitario son un gran aporte en diversas materias incluyendo estructuras, algunos arquitectos establecen que recién son arquitectos a los 20 años de egresados cuando dominan un universo de casos reales adquiridos por los años de oficio. En este casos los conocimientos fueron enfocados por medio de una metodología que involucra investigación y experimentación.
La investigación se realizó a raíz de resultados experimentales espaciales, posteriormente el análisis arrojó la necesidad de identificar, catalogar y definir criterios estructurales en un orden de prioridad coherente y sus posibles aplicaciones prácticas. Los resultados se lograron en base a las siguientes condiciones: Emplazamiento/ Programa/ Espacio/ Geometría/ Economía (financiamiento)/ Transporte/ Tiempo de montaje/ Mano de obra/ Perdurabilidad/ Sostenibilidad/ Atractivo visual
Dentro de una gama de estructuras posibles, el resultado óptimo a todas estas condiciones fue una estructura de tipo GRIDSHELL. Para conocimiento de otras alternativas ver imágenes de etapas de diseño.
1º Aproximación / Propuesta volumétrica , M3
Perforaciones a la estructura/ Inquietud de conectar al paisaje desde el interior
Modelo estructural experimental/ Marco de alambre soporta tela elástica con diseño de rombos, sobre ellos se traza maqueta de cartón simulando madera/ Estudio de líneas de fuerzas
Modelo 3D de líneas de fuerza obtenidas en el modelo estructural
LA ESTRUCTURA GRIDSHELL
DESCRIPCION
Sistema constructivo que permite la construcción de formas curvas geométricamente complejas basándose en la capacidad de deformación elástica de los materiales y la rigidez de sus elementos de conexión. La estructura Gridshell posee la característica de ser autosoportante siempre y cuando la forma esté limitada a cúpulas puras, es por ello que el proyecto se replanteó como una estructura mixta tanto en sistemas estructurales como en su materialidad.
Exterior en construcción/ Detalle/ Interior terminado
Japan Pavillion,
Expo 2000 Hannover, Alemania. 2000.
Shigeru Ban, Frei Otto
fuente imágenes:
http://www.shigerubanarchitects.com/SBA_WORKS/SBA_PAPER/SBA_PAPER_10/SBA_paper_10.htmlfuente imágenes:
http://www.designboom.com/history/ban_expo.html
Exterior en construcción/ Detalle/ Interior terminado
Multihalle Manheim,
1975. Frei Otto fuente imágenes:
http://www.kunst.uni-stuttgart.de/wendland/progetti/mannheim/mannheim_img/
Exterior en construcción/ Detalle/ Interior terminado
Downland Gridshell,
Singleton Sussex, England. 2002.
Eduard Cullinen Architects, Buro Happol (ing)
fuente imagenes:
*Tambien se consultó Savill Building. Windsor Great Park, England. 2006. Glenn Howells (arc), Buro Happol (ing)
GRIDSHELL RE-INTERPRETADA, EL EXPERIMENTO
¿QUÉ DIFERENCIA ESTA ESTRUCTURA DE LAS DEMÁS GRIDSHELL?
En rigor el desarrollo de una estructuras gridshell está acotada a ciertas leyes constructivas, generalmente de orden geométrico. En su mayoría se conciben simétricas, estructuras de curvas puras, con marcos rígidos en sus perforaciones y en algunos casos se suspenden sobre un reticulado metálico que participa de estructura primaria.
Gridshell Comalle se planteó como un desafío en alguno de estos aspectos, la mayoría de ellos respondiendo a las necesidades espaciales del programa. Su base asimétrica (en cuanto a puntos de apoyo) y la ausencia de marcos rigidos en los extremos fueron los principios constructivos que lograron un gridshell innovador.
La ausencia de apoyos verticales o marcos rígidos en ambos extremos se remplateó tensionando los arcos periféricos en sentidos opuestos, es decir, la fuerza contrarrestada por el propio peso de las partes en comunión con la gravedad que finalmente, logran el equilibrio de la estructura sin la necesidad de aplicar pilares sometidos a la compresión por el peso del gridshell. Hipotéticamente se esperaba que la estructura sostuviera por si sola su propio peso.
La implicancia pública del proyecto hizo tomar medidas precautorias de la fase experimental que afortunadamente se convirtieron en soluciones claves previamente estudiadas e incluso incluídas dentro del presupuesto
y de las especificaciones técnicas.
Se concibió teóricamente un arco reticulado de fierro estriado #10 ubicado con precisión sobre el área identificada de mayor luz de la estructura. Bajo dicho arco se suspende la estructura, pero no de manera independiente. La combinación de ambas estructuras convierten al arco de refuerzo en un elemento colaborante integrado dentro de la estructura y no como un principio ajeno. Esto se logró soldando las partes de fierro estriado a los puntos de unión de los arcos de madera compuesto por las placas metálicas.
PRUEBAS EMPIRICAS vs CALCULO ESTRUCTURAL
“La comprensión de los conceptos estructurales básicos por sobre el conocimiento cabal del análisis de estructuras hace la diferencia de concebir una estructura entre un arquitecto de un ingeniero. El dialogo entre ambos resulta, en algunas ocasiones, complicado debido al vocabulario desigual. Según algunos escritos el arquitecto debe ser más ingeniero que el ingeniero más arquitecto. El arquitecto debe tener la capacidad de conectar y enlazar la información.”
“El arquitecto es el líder del equipo constructivo; el ingeniero no es sino uno de sus integrantes. El arquitecto tiene la responsabilidad y la gloria; el ingeniero sólo tiene que prestar un servicio, por creador que sea.”
“Una vez captados los fundamentos, el arquitecto debe llegar a dominar los puntos más sutile de la teoría de las estructuras.” (Salvadori, 1987)
Durante la concepción de la estructura, su diseño se trabajó tridimensionalmente en base a MODELOS ESTRUCTURALES (entiéndase modelo distinto de maqueta) y pruebas empíricas a escala 1:1 debido a la complejidad para desarrollar un modelado tridimensional computacional (curvatura y torsión de arcos), herramienta que facilita someter la estructura a programas especializados de cálculo estructural.
La ausencia de una memoria de cálculo no fue impedimento para desarrollar la obra en ninguna de sus etapas, esto fue posible gracias a los principios básicos de análisis de estructura e INTUICIÓN colectiva presente cada uno de los revisores del proyecto. La pruebas establecieron conocimientos y parámetros fundamentales que brindaron la confianza necesaria para su construcción. Esto demuestra, en cierto grado, que estamos familiarizados con estructuras en nuestra vida cotidiana. Aún así el avance de la obra no estaba ajena a la incertidumbre debido a la ausencia de referentes nacionales que permitieran una prueba tangible de la propuesta.
“El proyectista se puede dejar guiar por su intuición e imaginación, sin estar atado a muchas de las cuestiones prácticas, físicas o analíticas, pero conociendo la lógica mecánica y las formas y posibilidades que de ello se derivan, o sea dominando la manipulación de formas estructurales genuinas. Este saber le permitirá mirar más allá de los límites de las múltiples construcciones ya probadas y derivar nuevas formas no convencionales."
"Estas formas no representan ESTRUCTURAS que puedan se adaptadas, sin más prueba, a la planta o la sección del proyecto, sino que son SISTEMAS de estructuras. Las ESTRUCTURAS son ejemplos y por ello GUIAS de proyecto; los SISTEMAS de estructuras son órdenes de una clasificación y, por ello, representan FUNDAMENTOS de proyecto.”
“Los cálculos matemáticos no tienen importancia para el desarrollo de conceptos estructurales. Tampoco son imprescindibles para la comprensión del complejo comportamiento de los sistemas estructurales o para fomentar el espíritu creativo de la invención estructural” (Engel, 2001)
El coligüe fue rechazado por la irregularidad
estructural del material imperceptible desde
el exterior causado por afecciones de larvas
de insectos.
PRUEBA DE MATERIAL Y UNIONES
Pruebas realizadas en la sala de herramientas y máquinas
de la Universidad de Talca durante el mes de septiembre 2008.
PRUEBA DE FLEXION
Madera doblada por estado verde de la madera de pino. 5 metros de arco, 3 metros
de base.
Las pruebas de material con madera definieron
las especificiones requeridas para su uso.
VINCULOS METALICOS
Pruebas de los distintos tipos de unión y anclajes
MODELO ESTRUCTURAL
HERRAMIENTA FUNDAMENTAL
La doble curvatura, flexión y torsión, existente en los arcos de la estructura hizo compleja la tarea de desarrollar por medio de softwares CAD un modelado 3D óptimo. Si bien es sabido, la herramienta de modelado 3D en algunos casos es la etapa previa al desarrollo de la planimetría, pero en este caso la herramienta fundamental fue el modelo estructural en escala 1:25. Gracias al modelo fue posible dar forma a la idea, visualizar compromisos estructurales y desarrollar la planimetría en base a fotografías de este. Finalmente, el modelo permitió una exposición clara de lo que se buscaba como proyecto al nivel de entedimiento de todas las personas, algunas de ellas muy importantes para el desarrollo de la obra. Así el modelo recorrió desde el taller de trabajo a la sala de clases para correcciones, la alcaldía municipal para financiamiento, dirección de obras para postular a los fondos y finalmente, se estableció en la bodega de obra para construir y permitir el entendimiento de los maestros.
Fotografías de modelo estructural.
