VELARIAS + CARPAS
LAS ESTRUCTURAS AQ-0233
¡Vamos!
OLMAN HERNÁNDEZ ESCUELA ARQUITECTURA UNIVERSIDAD DE COSTA RICA
Docente
olman.hernández.ureña
ARQUITECTO | DOCTOR EN EDUCACIÓN
Introducción
Hoy vamos a ver el tema de estructuras VELARIAS O CARPAS. A continuación, les mostraré algunos conceptos, términos e imágenes de proyectos que utilizan este principio. Algunas estructuras permanentes y otras desmontables. Con esta información espero visualicen/imaginen estructuras creativas e innovadoras.
Empezar curso
Índice
Colgadas
Velarias o carpas
Aeropuerto Jeddah
Anticlásticas
Suspendidas
Detalles
Mástil externo
Cónicas
Estadio King Fahd
Mástil interno
Características
Arco compresión
Estadio Khalifa
VELARIAS O CARPAS
- En una estructura tipo carpa, la membrana está compuesta por piezas de material con poca elasticidad que se cortan estratégicamente para generar la forma deseada. Esta configuración de corte permite distribuir las tensiones de manera uniforme en toda la superficie. Las uniones cosidas y reforzadas de la membrana absorben los esfuerzos a tracción, y en los bordes, estos esfuerzos se canalizan a través de refuerzos como cables, pletinas metálicas, o bandas de materiales altamente resistentes a la tracción.
- Las estructuras tipo carpa o velarias son sistemas livianos basados en el uso de membranas tensadas que adoptan formas anticlásticas, es decir, con curvaturas opuestas en direcciones perpendiculares, lo que les proporciona una gran resistencia frente a cargas. Estas membranas trabajan principalmente a tracción, mientras que los elementos estructurales que las soportan, como arcos y mástiles, trabajan a compresión. La configuración típica implica una combinación de tensores y elementos rígidos, los cuales definen y estabilizan la geometría de la estructura. También, se les suele conocer como tensoestructuras.
Anticlásticas
Una forma anticlástica es aquella en la que la superficie presenta curvaturas opuestas en dos direcciones perpendiculares. En términos simples, mientras una de las curvaturas es convexa (curva hacia afuera), la otra es cóncava (curva hacia adentro), formando una especie de "silla de montar" o hipérboloide. Este tipo de geometría es característico de estructuras como las velarías o carpas, donde se busca una distribución eficiente de las tensiones.
Anticlásticas
La curvatura anticlástica permite que la membrana trabaje principalmente a tracción, ya que las fuerzas aplicadas en una dirección son compensadas por la tensión en la dirección opuesta. Esto es especialmente útil para estructuras livianas, porque reduce la deformación bajo cargas y mejora la estabilidad frente a fuerzas externas, como el viento
Ejemplo mástil externo
En esta configuración, los mástiles están situados fuera de la superficie de la membrana, conectándose a ella mediante cables tensados. Los mástiles externos proporcionan soporte sin interferir directamente con la superficie de la cubierta, permitiendo una mayor continuidad en la forma de la membrana y dando un aspecto despejado al espacio interior. También, se requiere de cables que se anclan a soportes en la superifie de apoyo.
Ejemplo mástil interno
En esta configuración, los mástiles se ubican dentro del área cubierta, formando puntos de anclaje dentro de la propia estructura. Estos mástiles internos sostienen la membrana desde el centro o puntos específicos, ayudando a distribuir las tensiones desde la membrana hacia el suelo. Es una opción común en estructuras de grandes superficies donde se requiere apoyo central. Adicionalmente, se requiere de cables que se anclan a soportes en la superifie de apoyo.
Ejemplo arco compresión
Aquí se utilizan arcos que trabajan a compresión para soportar la cubierta. Estos arcos pueden ser independientes o formar un marco estructural en el que la membrana se tensiona. Los arcos son ideales para abarcar grandes luces, ya que permiten una distribución uniforme de las tensiones en la cubierta y proporcionan una estructura visualmente llamativa y abierta. A su vez, se requiere de cables que se anclan a soportes en la superifie de apoyo.
Ejemplo mástil externo-colgada
En esta configuración, los mástiles se colocan fuera del área cubierta, y la membrana se cuelga mediante cables que van desde la cubierta hasta los mástiles. Los cables transmiten las cargas de la membrana hacia los mástiles, generando una estructura ligera que puede abarcar grandes áreas sin necesidad de soporte interno. También, es necesario de cables que se anclan a soportes en la superifie de apoyo.
Ejemplo mástil externo y suspendidos
Esta configuración combina mástiles externos con barras que trabajan a compresión suspendidas sobre la superficie de la cubierta. Estas barras distribuyen las tensiones y proporcionan estabilidad, actuando como soportes indirectos que permiten mantener la forma anticlástica sin interferir con la continuidad de la membrana en su área inferior. Al igual que los otros tipos, es necesario de cables que se anclan a soportes en la superifie de apoyo.
Ejemplo mástil interno cónicas
En esta disposición, los mástiles internos sostienen anillos o círculos que trabajan a compresión, formando cubiertas con una forma cónica. Esta configuración permite soportar la membrana de forma eficiente alrededor del mástil central, generando una estructura que combina estabilidad y estética con un diseño cónico, frecuentemente usado en espacios que requieren una solución de cubierta concentrada en un área específica.
VELARIAS O CARPAS
- El proceso de diseño de carpas incluye varias etapas de simulación y modelado. Inicialmente, es común utilizar modelos físicos a escala, donde se experimenta con telas elásticas, mástiles, y arcos para visualizar la forma de la estructura y observar el comportamiento de las tensiones. Este tipo de modelos permiten ajustes y verificaciones en tiempo real antes de llevar el diseño a una escala mayor. Adicionalmente, en la actualidad, existen programas de modelado computacional especializados que permiten calcular las tensiones exactas, simular el comportamiento bajo distintas condiciones climáticas y optimizar la geometría para lograr mayor eficiencia estructural.
- Uno de los desafíos técnicos es asegurar que la membrana mantenga su forma bajo cargas dinámicas, como el viento. Para esto, las carpas deben diseñarse con superficies de doble curvatura, lo cual no solo contribuye a su estabilidad sino que además ayuda a evitar deformaciones excesivas que podrían comprometer la integridad estructural. En estructuras grandes, también se emplean aros a compresión y aros a tracción, según las necesidades del diseño, para mantener la forma y tensión de la membrana.
Estadio Khalifa Qatar
1976 (remodelado en 2017) Dar Al-Handasah, Estadio Internacional Khalifa, Al-Waab Street, Baaya, Doha, Qatar.
Estadio Khalifa Qatar
Has click en el botón para ver el video del proceso de renovación del estadio KHALIFA
VIDEO CONSTRUCCIÓN
Aeropuerto Jeddah, Arabia Suidí.
1981 Skidmore, Owings & Merrill, Aeropuerto, Jeddah. Arabia Saudí.
Aeropuerto Jeddah, Arabia Saudí
Ejemplos de detalles
Estadio King Fahd, Arabia Saudí
1987 Michael KC Cheah, Estadio Internacional Rey Fahd, Riad, Arabia Saudí.
Estadio King Fahd, Arabia Saudí
Hasta aquí la información sobre estructuras velarias (carpas/tensoestructuras), espero te motive a buscar más información para conocerlas más.
¡Nos vemos la próxima semana!
OLMAN HERNÁNDEZ ESCUELA ARQUITECTURA UNIVERSIDAD DE COSTA RICA
Docente
olman.hernández.ureña
ARQUITECTO | DOCTOR EN EDUCACIÓN
RENOVACIÓN DEL ESTADIO KHALIFA, QATAR
Estructuras Velarias-Carpas-Tensoestructuras
Olman
Created on November 14, 2024
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VELARIAS + CARPAS
LAS ESTRUCTURAS AQ-0233
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OLMAN HERNÁNDEZ ESCUELA ARQUITECTURA UNIVERSIDAD DE COSTA RICA
Docente
olman.hernández.ureña
ARQUITECTO | DOCTOR EN EDUCACIÓN
Introducción
Hoy vamos a ver el tema de estructuras VELARIAS O CARPAS. A continuación, les mostraré algunos conceptos, términos e imágenes de proyectos que utilizan este principio. Algunas estructuras permanentes y otras desmontables. Con esta información espero visualicen/imaginen estructuras creativas e innovadoras.
Empezar curso
Índice
Colgadas
Velarias o carpas
Aeropuerto Jeddah
Anticlásticas
Suspendidas
Detalles
Mástil externo
Cónicas
Estadio King Fahd
Mástil interno
Características
Arco compresión
Estadio Khalifa
VELARIAS O CARPAS
Anticlásticas
Una forma anticlástica es aquella en la que la superficie presenta curvaturas opuestas en dos direcciones perpendiculares. En términos simples, mientras una de las curvaturas es convexa (curva hacia afuera), la otra es cóncava (curva hacia adentro), formando una especie de "silla de montar" o hipérboloide. Este tipo de geometría es característico de estructuras como las velarías o carpas, donde se busca una distribución eficiente de las tensiones.
Anticlásticas
La curvatura anticlástica permite que la membrana trabaje principalmente a tracción, ya que las fuerzas aplicadas en una dirección son compensadas por la tensión en la dirección opuesta. Esto es especialmente útil para estructuras livianas, porque reduce la deformación bajo cargas y mejora la estabilidad frente a fuerzas externas, como el viento
Ejemplo mástil externo
En esta configuración, los mástiles están situados fuera de la superficie de la membrana, conectándose a ella mediante cables tensados. Los mástiles externos proporcionan soporte sin interferir directamente con la superficie de la cubierta, permitiendo una mayor continuidad en la forma de la membrana y dando un aspecto despejado al espacio interior. También, se requiere de cables que se anclan a soportes en la superifie de apoyo.
Ejemplo mástil interno
En esta configuración, los mástiles se ubican dentro del área cubierta, formando puntos de anclaje dentro de la propia estructura. Estos mástiles internos sostienen la membrana desde el centro o puntos específicos, ayudando a distribuir las tensiones desde la membrana hacia el suelo. Es una opción común en estructuras de grandes superficies donde se requiere apoyo central. Adicionalmente, se requiere de cables que se anclan a soportes en la superifie de apoyo.
Ejemplo arco compresión
Aquí se utilizan arcos que trabajan a compresión para soportar la cubierta. Estos arcos pueden ser independientes o formar un marco estructural en el que la membrana se tensiona. Los arcos son ideales para abarcar grandes luces, ya que permiten una distribución uniforme de las tensiones en la cubierta y proporcionan una estructura visualmente llamativa y abierta. A su vez, se requiere de cables que se anclan a soportes en la superifie de apoyo.
Ejemplo mástil externo-colgada
En esta configuración, los mástiles se colocan fuera del área cubierta, y la membrana se cuelga mediante cables que van desde la cubierta hasta los mástiles. Los cables transmiten las cargas de la membrana hacia los mástiles, generando una estructura ligera que puede abarcar grandes áreas sin necesidad de soporte interno. También, es necesario de cables que se anclan a soportes en la superifie de apoyo.
Ejemplo mástil externo y suspendidos
Esta configuración combina mástiles externos con barras que trabajan a compresión suspendidas sobre la superficie de la cubierta. Estas barras distribuyen las tensiones y proporcionan estabilidad, actuando como soportes indirectos que permiten mantener la forma anticlástica sin interferir con la continuidad de la membrana en su área inferior. Al igual que los otros tipos, es necesario de cables que se anclan a soportes en la superifie de apoyo.
Ejemplo mástil interno cónicas
En esta disposición, los mástiles internos sostienen anillos o círculos que trabajan a compresión, formando cubiertas con una forma cónica. Esta configuración permite soportar la membrana de forma eficiente alrededor del mástil central, generando una estructura que combina estabilidad y estética con un diseño cónico, frecuentemente usado en espacios que requieren una solución de cubierta concentrada en un área específica.
VELARIAS O CARPAS
Estadio Khalifa Qatar
1976 (remodelado en 2017) Dar Al-Handasah, Estadio Internacional Khalifa, Al-Waab Street, Baaya, Doha, Qatar.
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VIDEO CONSTRUCCIÓN
Aeropuerto Jeddah, Arabia Suidí.
1981 Skidmore, Owings & Merrill, Aeropuerto, Jeddah. Arabia Saudí.
Aeropuerto Jeddah, Arabia Saudí
Ejemplos de detalles
Estadio King Fahd, Arabia Saudí
1987 Michael KC Cheah, Estadio Internacional Rey Fahd, Riad, Arabia Saudí.
Estadio King Fahd, Arabia Saudí
Hasta aquí la información sobre estructuras velarias (carpas/tensoestructuras), espero te motive a buscar más información para conocerlas más.
¡Nos vemos la próxima semana!
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Docente
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RENOVACIÓN DEL ESTADIO KHALIFA, QATAR