Estructuras de retícula triangular : transformaciones constructivas de las edificaciones

González Meza, Edwin (2016). Estructuras de retícula triangular : transformaciones constructivas de las edificaciones. Tesis (Doctoral), E.T.S. Arquitectura (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.42929.

Descripción

Título: Estructuras de retícula triangular : transformaciones constructivas de las edificaciones
Autor/es:
  • González Meza, Edwin
Director/es:
  • Anaya Díaz, Jesús
Tipo de Documento: Tesis (Doctoral)
Fecha: 2016
Materias:
Escuela: E.T.S. Arquitectura (UPM)
Departamento: Construcción y Tecnología Arquitectónica
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

Las estructuras reticulares se han desarrollado como una de las soluciones favoritas aplicadas en sistemas estructurales. Esta revolución reticular aplicada a la arquitectura, inició aproximadamente hace 200 años, posterior a la Revolución Industrial, con el desarrollo de la industrialización de los procesos de producción y que continua hasta la época actual con el desarrollo de infinitas formas nuevas, cuya capacidad de propuestas de técnicas digitales para diseño y cálculo se empiezan a desarrollar en los años 1960’s. Las estructuras reticulares tienen una historia de desarrollo y evolución consolidada en los últimos 60 años donde su futuro es incierto, aunque en la actualidad es la mejor solución para desarrollar prácticamente cualquier proyecto. El presente trabajo de investigación, muestra el proceso de transformación y las soluciones empleadas históricamente en las estructuras reticulares que utilizan el triángulo como base modular de la forma y como resultado final estructural en la última mitad del siglo XX, comprendiendo un periodo entre los años 1946 y 2003, iniciada con la finalización de la Segunda Guerra Mundial y el inicio de la posguerra, hasta la culminación de la construcción de uno de los sistemas reticulares con mayor futuro y aplicación en la actualidad como lo es el sistema Diagrid, aplicado por primera vez a una edificación de altura (Swiss Re Tower), tomando en cuenta el proceso de evolución que se llevó a cabo en años anteriores aplicada en estructuras ligeras reticulares a principios del siglo XIX. El contexto histórico empieza a partir del siglo XIX, iniciando con la construcción del primer domo reticular fabricado de hierro en París, The Halle au Blé, continuando con la construcción de las edificaciones necesarias para el desarrollo de las Exposiciones Universales, que se caracterizarían por el interés de los países sede por mostrar su poder económico a países invitados, siendo el Palacio de Cristal construido para la Exposición Universal de Londres de 1851, construyéndose así la primera gran edificación construida para una exposición internacional, aplicando la prefabricación como el gran factor que caracterizaría esta construcción en conjunto con el reticulado, y donde la prefabricación haría posible el montaje en tan solo unos meses. A finales del siglo XIX, el desarrollo reticular de las estructuras inició una nueva etapa con los diseños y construcciones del ingeniero ruso V. Shukhov, quien propuso nuevas formas para el desarrollo de estructuras ligeras con el empleo de nuevas técnicas de diseño que se convertirían en precedentes de las retículas Diagrid actuales, convirtiéndose así en el primer constructor en utilizar este sistema de reticulado. En el siglo XX, dos acontecimientos sobresalen en el proceso de desarrollo de las estructuras reticulares ligeras, la fabricación de las primeras estructuras espaciales por Alexander Graham Bell, además de los módulos y nodos de unión prefabricados para la construcción de sus cometas y torres de observación a principios del siglo XX, y la comercialización del primer nodo de unión prefabricado por Max Mengeringhausen en el año de 1942, llamado nodo de unión MERO. En el año de 1946 con la culminación de la Segunda Guerra Mundial, el mundo llamado de la posguerra presentaría grandes crisis económicas y políticas que influenciarían la forma de construir alrededor del mundo, marcada por la necesidad de economizar y ahorrar el mayor número de recursos necesarios tanto para la fabricación como para la construcción, e inclusive para el mantenimiento de las edificaciones. Arquitectos, ingenieros, investigadores y autodidactas surgieron en esta época, mostrando el camino que la construcción de edificaciones requirió ante las nuevas necesidades que un mundo destruido por la guerra demanda, planteando así la generación de nuevas formas ante los avances tecnológicos. El camino a la reconstrucción y al surgimiento de las nuevas tecnologías, iniciaría un primer periodo de desarrollo principalmente en Estados Unidos y Europa, con pensadores, diseñadores y constructores como Félix Samuely y Zygmunt S. Makowski en Gran Bretaña, Max Mengeringhausen y Frei Otto en Alemania, Robert Le Ricolais y Stéphane du Château en Francia, Konrad Wachsmann y Richard B. Fuller en Estados Unidos entre otros, quienes muestran que el camino futuro para los siguientes 100 años en la construcción de estructuras ligeras, es la aplicación de la retícula para la generación de sistemas estructurales espaciales y tri-direccionales. Un segundo periodo se caracterizaría por la aplicación del sistema reticular en la construcción de las grandes estructuras, que funcionan como envolventes y soportes estructurales para las grandes edificaciones, además de la construcción de torres de altura que utilizan un sistema reticular en diagonal para optimizar el flujo de fuerzas a través de sus elementos. Al igual que en el primer periodo sobresalen en esta segunda etapa investigadores y constructores cuyos trabajos marcan el proceso de desarrollo reticular de las estructuras. Como ejemplo el arquitecto Günter Günshell de Alemania y el ingeniero Francisco Castaño de México, quienes se convertirían en precursores de la generación de las formas libres, así como el arquitecto de origen español Félix Candela, que con la construcción del Palacio de los Deportes de la Ciudad de México inicia el proceso de cambio en el empleo de varios materiales aplicados a grandes envolventes, al cambiar del hormigón a estructuras fabricadas en metal para la construcción de grandes estructuras. En el último periodo de estudio que inicia con el diseño del Walt Disney Concert Hall, edificación que inicializa la era digital aplicada a la arquitectura, donde el diseño, fabricación y construcción de edificaciones plantearía un nuevo punto de cambio y transformación en la arquitectura, factor que influiría en el desarrollo de formas más complejas que serían posibles de construir por medio de ordenadores. Sobresale en este periodo el diseño y construcción de la primera torre utilizando el sistema Diagrid por el arquitecto inglés Norman Foster (Swiss Re tower). Para el desarrollo y evolución de las estructuras reticulares, y las formas posibles a generar, se presentan y analizan los diversos factores que influyen para que las estructuras reticulares se conviertan en la opción favorita de arquitectos e ingenieros en la construcción de las estructuras. El pasado, presente y futuro de las estructuras de las edificaciones plantean la necesidad del entendimiento de su comportamiento histórico y evolutivo para la generación de las estructuras futuras. También es relevante históricamente la obsesión de Konrad Wachsmann por la fabricación de un nodo universal capaz de resolver cualquier propuesta de forma y sistema estructural aplicado al diseño y construcción de edificaciones, frente a la tesis contraria que menciona Z. Makowski, afirmando que no hay posibilidad de fabricar un nodo universal, pero por otro lado, si hay la posibilidad de proponer al triángulo como la forma universal capaz de resolver cualquier propuesta estructural y formal. Partiendo de esta aseveración, se plantea el tema de la presente investigación, al observar que las estructuras de retícula triangular son opciones que presentan características que tanto gustan y buscan diseñadores y constructores de la actualidad, como: rapidez, facilidad, optimización, ligereza y economía para su construcción entre otras. Concluyendo por lo tanto que la retícula triangular aplicada a estructuras ligeras se convierte en la mejor opción para proponer y concluir un proyecto de envolvente o estructura soportante, la afirmación realizada por el ingeniero Félix Samuely a mediados del siglo XX sobresale como una hipótesis que se comprueba con el desarrollo actual, se hablará de los sistemas estructurales reticulares triangulares por los siguientes 100 años. ABSTRACT The grid structures have been placed as one of the favorite solutions applied to structural systems. This reticular revolution applied to architecture began approximately 200 years ago, after the Industrial Revolution with the development of the industrialization of the production processes, and continues to the present day with the development of new infinite forms whose capacity for proposals of digital techniques for design and calculation began to develop in the 1960's. The grid structures show a history of development and evolution consolidated in the last 60 years and their future is uncertain, but at present it is the best solution to develop practically any project. The present research shows the transformation process and the solutions used in the history of the grid structures, employing the triangle as modular base form and as final structural outcome in the latter half of the twentieth century, a period comprising between the years of 1946 and 2003, from the end of the Second World War and the beginning of the postwar, till the completion of one of the most promising grid systems and applications today as it is the diagrid system, first applied to a tall building (Swiss Re Tower), taking into account the evolution process that took place in previous years applied to light grid structures in the early nineteenth century. The historical context started from the nineteenth century onwards, beginning with the construction of the first grid dome made of iron in Paris, The Halle au Blé, continuing with the construction of the necessary buildings for the development of the Universal Exhibitions, which were characterized by the interest of the host countries to show their economic power to their guest countries, being the Crystal Palace that was build for the Universal Exhibition of 1851 in London, to become the first major building constructed for an international exhibition, using the prefabrication as the great factor that characterized this construction in conjunction with the grid, and where the prefabrication made the assembly possible in just a few months. In the late nineteenth century, the grid development of the structures started a new phase with the designs and constructions of the Russian engineer V. Shukhov, who proposed new forms for the development of lightweight structures with the employment of new design techniques that would become precedents of the current diagrids, thus becoming the first manufacturer to use this grid system. In the twentieth century, two events stand out in the development process of the light grid structures, the fabrication of the first space structures by Alexander Graham Bell, in addition to the modules and the prefabricated connecting nodes for the construction of his kites and observation towers in the early twentieth century, and the commercialization of the first prefabricated connecting node by Max Mengeringhausen in 1942, called MERO connecting node. In 1946 with the completion of the Second World War, the so called postwar world presented major economic and political crises that influenced the mode of construction around the world, marked by the need to economize and save many resources necessary for manufacture as well as construction and even for the maintenance of buildings. Architects, engineers, researchers and self-taught emerged at that time, showing the way that the construction of buildings required to new needs that a world destroyed by war demanded, thus raising the generation of new forms given the technological advances. The road to reconstruction and the appearance of the new technologies initiated a first development period mainly in the United States and Europe, with thinkers, designers and builders like Felix S. Samuely and Zygmunt Makowski in Britain, Max Mengeringhausen and Frei Otto in Germany, Robert Le Ricolais and Stéphane du Château in France, Konrad Wachsmann and Richard B. Fuller in the United States among others, who show that the future path for the next 100 years in the construction of lightweight structures is the application of the grid for the generation of spatial structural and tri-directional systems. A second period is characterized by the application of the grid system to build large structures that function as enclosures and structural supports for large buildings, and the construction of tall towers that use a diagonal grid system to optimize the flow of forces through its elements. As with the first period, researchers and builders protrude in this second stage whose works mark the reticular development process of structures; as an example the architect Günter Günshell from Germany and the engineer Francisco Castaño from Mexico, who became precursors of the generation of free forms, as well as Spanish-born architect Felix Candela, who with the construction of the Palacio de los Deportes in Mexico City began the process of change in the employment of different materials applied to large enclosures, by changing from the concrete structures to structures made of metal for the building of large structures. The last period of study begins with the design of the Walt Disney Concert Hall, a building that initiated the digital age applied to architecture, where the design, manufacture and construction of buildings raised a new point of change and transformation in architecture, a factor that influenced the development of more complex shapes whose construction was possible by means of computer use. Outstanding in this period is the design and construction of the first tower using the Diagrid system by British architect Norman Foster (Swiss Re Tower). For the development and evolution of grid structures and possible shapes to create, the various factors that have an influence on the grid structures to become the favorite choice of architects and engineers in building structures, are presented and analyzed. The past, present and future of building structures suggest the need to understand their historic and evolutionary behavior for the generation of future structures. Also relevant is Konrad Wachsmann's obsession to fabricate a universal node capable of solving any given shape proposal and structural system applied to the design and construction of buildings, against the other view mentioned by Z. Makowski, claiming that there is no possibility to fabricate a universal node, but then again there ist the possibility to propose the triangle as universal shape capable of solving any structural and formal proposal. Given this statement, the research topic is raised by noting that the triangular grid structures are options that present characteristics that today´s designers and builders crave and are looking for, such as: speed, ease, optimization, lightness, economy and other features. Concluding therefore that the triangular grid applied to lightweight structures becomes the best option to propose and complete a project of support structure or enclosure, pointing out the statement written by the engineer Felix Samuely in the midtwentieth century, proved by the current development, that the structural triangular grid systems will be discussed for the next 100 years.

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ID de Registro: 42929
Identificador DC: http://oa.upm.es/42929/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:42929
Identificador DOI: 10.20868/UPM.thesis.42929
Depositado por: Archivo Digital UPM 2
Depositado el: 19 Jul 2016 08:49
Ultima Modificación: 18 Ene 2017 23:30
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