Criterios básicos en el análisis y diseño de tensoestructuras

Abstract

En el contexto de la Ingeniería Estructural, se han planteado diversas soluciones que responden al problema de cubrir amplias áreas, con grandes luces, minimizando la utilización de columnas intermedias. Sin embargo, no es sino hasta mediados del siglo pasado, que se introduce en dichas soluciones el concepto de “ligereza”, mediante la utilización de tensoestructuras. En el presente trabajo de investigación, se propone la implementación de este tipo de cubiertas a partir del establecimiento de criterios generales para su análisis estructural, de la elaboración y detallado de sus anclajes y de la realización de un modelo particular, para así definir los conceptos básicos para su estudio y diseño. La investigación realizada es de tipo exploratoria, y se basa en una recopilación de conceptos y métodos cuantitativos a través de los cuales se establecen los criterios básicos del diseño y su posterior aplicación. Inicialmente, se plantea la necesidad primordial de la existencia de fuerzas de tracción en dos direcciones opuestas en la cubierta, a través de las cuales es posible estabilizarla. Con ello se afirma el requerimiento de superficies anticlásticas (doble y opuesta curvatura), para después establecer la inevitable presencia de una fuerza de pretensión, que disminuya la deformación de la tensoestructura. Igualmente, se hace indispensable en el detallado de estas estructuras, la existencia de elementos de fijación o anclajes, que proporcionen el equilibrio adecuado, trabajando también bajo solicitaciones de tracción. La elaboración de un modelo particular conduce a la obtención de resultados aproximados, que sustentan los conceptos estudiados. En él se verifica la necesidad de tracción y la forma en que deben disponerse los anclajes de la estructura; los mismos deben contrarrestar la fuerza de tracción y de corte, provenientes de la membrana, a través de su peso propio y del empuje del suelo. Además, se comprueba que las propiedades de resistencia de los materiales empleados están por encima de las resistencias requeridas de los cables y del textil, atribuyéndose esto a la baja escala de las dimensiones del modelo. Resulta conveniente para futuras investigaciones, emplear programas de computación especializados en modelar el comportamiento de este tipo de estructuras, para así poder comparar los resultados obtenidos, y ahondar más en el desarrollo de métodos no lineales.