Masa Activa 371a3g

MASA ACTIVA

La masa activa es el sistema estructural monolítico más utilizado en laconstrucción a nivel mundial, ya que el hormigón armado y la estructura monolítica, forman parte de este capítulo. Sin embargo el diseño de la masa activa, debe realizarse en base a un estudio de esfuerzos presentes en un elemento estructural, resaltando que por la utilización de un diseño convencional, cometemos errores que aumentan el peso del sistema e incrementan momentos flectores, de pandeo, aplastamiento, vuelcos y cortante que se presentan en las edificaciones, los cuales se notaran con el transcurso del tiempo al evidenciarse rajaduras, rupturas, o final y trágicamente el colapso de una obra arquitectónica. Teoría: Los sistemas de fundación de zapatas, cimientos corridos, losas de fundación, como los elementos estructurales de soporte de edificación, columnas, vigas y losas, estructuras de piedra, bloques de hormigón, y cualquier elemento que resista esfuerzos por su sección o masa, será incorporado dentro de este capítulo, resaltando nuevamente que el diseño arquitectónico puede mejorar el funcionamiento de los mismos por reducción de peso y traslación de puntos neutros de desplazamiento de masa al incluir la geometría. El sistema estructural de masa activa, analiza los momentos estructurales de cada elemento para posteriormente someterlos a estudios geométricos por diseño, que incrementan la resistencia hacia esfuerzos propios y desencadenados por agentes internos y externos. Una viga, apoyada en 2 elementos estructurales verticales, columnas, presente claros momentos de flexión por el descenso del punto neutro, causados por el peso de la propia viga, y la losa que se apoya en la parte superior de la misma, y causados por el efecto de gravedad. La flexión de la viga, logra que el sistema curvee hacia su parte inferior, presentando una elongación en la cara inferior, que emite esfuerzos altos de tracción, los cuales causan agrietamientos y desplazamiento de masa, denominados “momento cortante”. Por otro lado y por efecto de gravedad, el gran peso de la viga y losa apoyada en su parte superior, logran desprender el sistema de la estructura vertical, presentándose fisuras en la parte inferior de la viga, en los encuentros con las columnas. El siguiente grafico muestra los momentos antes señalados:

Analizando y estudiando el grafico anterior, para realizar estructura de masa o sección activa, se procede a cambiar la morfología por diseño, reduciendo el peso de la viga y evitando el descenso flector del punto neutro para disminuir o anular los esfuerzos cortantes en el sistema, como se muestra en el siguiente ejemplo:

Se puede notar que la viga está diseñada dentro del mismo espacio, que la del ejemplo anterior, sin embargo por razonamiento geométrico, vincula su inicio de base lateral con el punto neutro central, evitando momentos flectores e imposibilitando la aparición de cortantes, además de disminuir el material y hacer más liviano el sistema. Al realizarse el diseño sobre una estructura monolítica, se introducen nombres para poder diferenciar las partes que trabajan ante esfuerzos:

El sistema también es apto para realizar estructuras en voladizo, a que al presentarse momentos de vuelvo en las esquinas de las vigas, el acuartelamiento es utilizado para suspender el punto neutro y transmitir las cargas por ángulo con mayor eficacia, notándose que para vigas netamente horizontales existe mayor complicación en derivar longitudinalmente los pesos hacia las columnas, para derivarlos al suelo. Importante: El sistema de diseño de masa o sección activa, no simplemente se realiza en vigas, ya que puede presentarse en sistemas de fundación, columnas, losas, cubiertas o cualquier elemento estructural de descarga.

SUPERFICIE ACTIVA

Estas estructuras no solo hacen labores estructurales, sino que dividen el espacio interior y exterior de la edificación. En las estructuras de superficie activa debe existir una forma determinada que permita distribuir las cargas

actuantes repartiéndolas por toda la superficie mediante esfuerzos de pequeña magnitud. El uso de pliegues o curvaturas permiten conciliar la lucha entre una eficacia horizontal para cubrir los espacios y una eficacia vertical para la resistencia frente a fuerzas gravitacionales. Son los mejores ejemplos: las placas planas plegadas, y las supeficies de curvatura como las membranas y cascarones, usados para cubrir grandes superficies, como coliseos, estadios. Las placas planas plegadas permiten cubrir luces mayores que las losas, que funcionan como estructuras de masa activa.

Figura 7.1.: placas planas plegadas de concreto postensado; cedida por Ingo Josué Galvis Las membranas, carpas y estructuras neumáticas tienen esfuerzos básicos de tensión y son de espesor muy reducido. Los cascarones son generalmente en concreto reforzado, con espesores menores de 10 cm , que aprovechan formas geométricas de doble curvatura y trabajan fundamentalmente a compresión. Los domos y los «paraboloides hiperbólicos» han sido las formas que más aprovechan artistas estructurales como CANDELA.

Figura 7.2.: paraboloides hiperbólicos en concreto reforzado, Candela, México, tomada de ref. 3 En el país, a mediados del siglo pasado se usaron estructuras curvas y aligeradas en concreto reforzado, de pequeño espesor, por el ingeniero Guillermo González Zuleta. Aún son motivo de iración estética y

constructiva las cubiertas de algunos estadios como el Estadio de Béisbol en Cartagena y el de fútbol en Pasto.

Figura 7.3: cubierta de concreto reforzado, estadio de béisbol de Cartagena, González Zuleta, 1947

UNIVERSIDAD SALAZAR ARQUITECTO. CARDENAS CASANOVA JOSE TAREA. TORSION EN ESTRUCTURAS COMPRESION, FLEXION Y TRACCION. ALUMNO. LUIS ALONSO NAVA RAMIREZ NIVEL. ARQUITECTURA 2° CUATRIMESTRE