TRABAJO TIPOLÓGICO ESTRUCTURAL-FINAL

NORMAN FOSTERAEROPUERTO INTERNACIONAL STANDSTED

ZIRULNIK-MORALES ESTRUCTURAS IV M/S/G TRABAJO PRCTICO ANUAL - 2011

ESTRUCTURAS IV M/S/G 2011 TRABAJO TIPOLGICO ESTRUCTURAL

AEROPUERTO INTERNACIONAL STANDSTED FOSTER ASSOCIATESLONDRES REINO UNIDO

Sir Norman Foster, estudia arquitectura y urbanstica enManchester University, licencindose en 1961. En ese mismo ao obtiene una beca de Henry Fellowship que le permite conseguir un Master en Arquitectura en Yale University, donde encuentra a otro estudiante ingls, Richard Rogers, tambin destinado a convertirse en un importante protagonista de la arquitectura contempornea. Al volver a Inglaterra en 1963, Foster y Rogers fundan con Su Rogers y Wendy Foster un estudio de arquitectura bajo el nombre de Team 4.

ARQ. SIR NORMAN FOSTER

En 1967 funda Foster Associates, hoy Foster and Partners.Foster & Partners es un estudio internacional de diseo y arquitectura dirigido por Lord Norman Foster y cinco socios, con unos 500 dependientes, con sede en Londres y oficinas en Berln, Frankfurt, Pars, Hong Kong, Singapore, Tokyo. Desde el comienzo de su actividad, el estudio ha recibido ms de 220

premios y reconocimientos y ganado 50 concursos nacionales e internacionales.Entre sus obras ms importantes: la sede central de Willis Faber Dumas en Ipswich (1971-75); Sainsbury Centre for the Visual Arts en Norwich, Norfolk (1974-78); el centro de distribucin Renault en Swindon, Wiltshire (1980-83); la terminal de la nueva estacin de Londres, Stansted Airport (1981-91); Sackler Gallery de Royal Academy en Londres; la Torre de Collserola en Barcellona; Carr d'Art en Nimes; el proyecto para la sede central de Commerzbank Headquarters en Frankfurt, la nueva sede del parlamento alemn del Reichstag en Berln. La obra ms conocida y representativa de Foster es la sede de Hong Kong and Shanghai Bank en el corazn del barrio financiero de Hong Kong (1979-86). Norman Foster ha recibido en 1983 la Medalla de Oro Real para la Arquitectura de RIBA, en 1991 la Medalla de Oro de la Academia de Francia y en 1994 Medalla de Oro de AIA. En 1990 es nombrado Sir. En 1999 recibe el XXI Premio Pritzker para la Arquitectura. El trabajo ms laborioso desarrollado en colaboracin con Foster & Partners ha sido la realizacin de un aparato para North Greenwich Transport Interchange, el gran nudo de transportes realizado en 2000 para recibir los visitantes que iban a celebrar el nuevo Milenio en Londres. Para esta terminal Foster quera una iluminacin indirecta que creara la ilusin de ligereza y separacin de la estructura respecto al suelo. Greenwich realizado tras meses de trabajo con el Lighting Designer Claude Engle reune en el mismo aparato la posibilidad de producir iluminacin directa e indirecta.

Sainsbury Centre for the Visual Arts en Norwich, Norfolk 1974

Sede Shanghai Bank Hong Kong 1979

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AEROPUERTO INTERNACIONAL STANDSTED - 1987 Introduccin:

En 1981, la British Aiport Authority encarg un estudio arquitectnico y urbanstico a Foster Associates sobre la vialidad de un proyecto para el desarrollo de nuevas infraestructuras destinadas a los pasajeros del aeropuerto londinense de Stansted. Estos estudios sirvieron de punto de partida para el desarrollo ms detallado del proyecto definitivo de una nueva terminal, situada justo al otro lado de la pista de aterrizaje de la terminal que ya exista. Este proyecto tiene en cuenta dos importantes factores: 1- La oportunidad de replantearse cul es la configuracin ms apropiada de una terminal de aeropuerto 2- La posibilidad de estudiar en este mismo contexto la integracin del nuevo edificio en su entorno.

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LA COMPOSICIN DEL EDIFICIO: Todas las infraestructuras pblicas quedan agrupadas en un vestbulo nico, con zonas de llegada y de salida prximas las unas de las otras. La estructura de este edificio segn este proyecto permite reducir la distancia que tienen que hacer a pie los pasajeros, haciendo posible su desplazamiento en rutas esencialmente lineales. En el vestbulo, las columnas que sostienen la estructura, estn colocadas en una trama de cuadrados de 36 metros de lado, generada por las exigencias de la terminal y por la necesidad de ofrecer la mxima flexibilidad de la circulacin de pasajeros. Todas las instalaciones tcnicas (calefaccin, ventilacin, aire acondicionado e iluminacin) estn situadas en el interior de estos conjuntos de cuatro columnas. El techo se apoya sobre unas estructuras arbreas formadas por conjuntos de cuatro columnas tubulares de acero, que hacen un ngulo a una altura de 4 metros sobre el suelo, para reducir la trama del techo a diversos cuadrados de 18 metros de lado.

Para proporcionar al aeropuerto la mxima flexibilidad de cara a posibles modificaciones, todas las infraestructuras para los pasajeros que deben quedar cerradas, como comercios, bancos, bares, consignas, servicios e instalaciones mdicas, han sido concebidas como unidades autnomas que pueden desmantelarse fcilmente. Estas unidades tienen una altura de

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tres metros y medio y estn conectadas a sistemas independientes de acondicionamientos situadas en el stano. El espectacular techo de acero est formado por 121 bvedas reticuladas, ligeramente curvadas, que se aguantan sobre 36 estructuras arbreas pretensadas de 21 metros de altura, colocados en seis hileras de seis.

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LA IDEA GENERADORA: Sustentar, escala, recorridos, infraestructuras eficientes, luminosidad, flexibilidad y otras ms son las directrices en los que se bas Foster para la resolucin propositiva del aeropuerto. Un gran nmero de rboles nos daran ese refugio, esa contencin climatica, y esa libertad de movimientos que se produciran con los transeuntes. Dividido en varios niveles el programa se reparte y se genera una fluidez funcional, desde el sector de recepcin de pasajeros en su entrada a nivel cero. Hasta el nivel inferior donde se reparten los equipajes y se conecta inmediatamente con el sistema ferreo subterrneo. Funcionalmente el edificio es sustentado en etapas de nivel donde en el inferior se concentra la infraestructura que ayudar a los espacios como bancos, negocios comerciales, etc. Mientras que el sistema de calefaccin central de todo el complejo se distribuye utilizando los troncos de estos arboles como dispersores de aire caliente y frio, como asi tambin todo lo que se referira a la provision de agua y dems complementos adicionales para dar confort al edificio. El desafo de desarrollar el proyecto con estos rboles reticulados, era el de proveer una estructura liviana y generar grandes espacios continuos. El reticulado reducira los esfuerzos hacindolos actuar solo a compresin para barras y traccin para otras. Dando nudos articulados como nudos fijos.

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EL PROYECTO:

El emplazamiento del nuevo aeropuerto contempla ese vnculo entre flujos de transporte y se transforma en un verdadero espacio de nexo de transito.

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LA DISTRIBUCION FUNCIONAL INTERNA: NIVEL PRINCIPAL. 1- Vestbulo de salidas 2- rea de facturacin 3- Control de pasaportes 4- Zona de tiendas 5- Sala de salidas 6- Restaurantes 7- Vuelos nacionales 8- Conexin con los pabellones satlite 9- Autobs de pista 10- Control de inmigracin 11- Recogida de equipajes 12- Oficinas 13- Vestbulo de llegadas 14- Llegada de viajeros en taxi y autobs en el nivel principal y en ferrocarril en el nivel inferior 15- Estacin de autobuses y aparcamiento.

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PLANTA BAJA. 16- Manipulacin de equipajes 17- Almacenes 18- Va de servicio 19- Estacin de ferrocarril

PLANTA NIVEL PRINCIPAL

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1.PLANTA BAJA CORTE TRANSVERSAL.

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INSTALACIONES DENTRO DE LA ESTRUCTURA ARBOREA:

En el interior de los soportes estructurales se centralizan las siguientes instalaciones: 123456Sistema de deteccin y extincin de incendios Elementos de informacin y sealizacin Sistema de telefona interior Sistemas de electricidad e iluminacin interior Sistemas de emergencia y salida y retorno Sistemas de aire acondicionado

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LA ESTRUCTURA:

2-PLANTA ESCALA 1:2000

El complejo estructural tiene 198 mts por 198 mts y un espacio entre columnas de 36 metros libres.

La sucesin de columnas es de manera interrumpida entre bvedas. Imagen corte escala 1:2000

3-CORTE ESCALA 1:2000

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LA ESTRUCTURA ARBOREA: Compuesta por un sistema reticulado estructural que sustenta el peso de las bvedas superiores A, y tambin se vincula internamente con el sistema de acondicionamiento mecnico. Esta estructura atraviesa varios niveles tomando en cada una un rol especfico funcional. Ya sea de sustencion en el nivel superior. De refrigeracin y calefaccin en el nivel de transito. Y como puestos de mando de las infraestructuras en niveles inferiores. Constructivamente el sistema ubica en los tramos B caos metlicos de seccin circular huecos y en C tensores de acero trensados y tensados, sobre una pirmide D de caos de seccin circular huecos.

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Al tratarse de estructuras espaciales reticuladas, el sistema esta compuesto por tramos y nodos de encuentro. Los cuales pueden ser rigidos o mviles. Con diferentes solicitaciones a esfuerzos de traccin y compresin. Los nodos en el grfico serian los puntos con los nombres A, B, C, D, F, G, H, I, J, K. todos estos con u n correspondiente nodo elterno, excepto el nodo E. Los tramos que se generan son los correspondientes a las uniones de los numerosos nudos entre si. La estructura abovedada superior se apoya sobre un bastidor de seccin cuadrada y a su vez por brazos elevados desde una columna conformada por cuatro patas de seccin circular hueca.

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Las 4 patas que sustentan la estructura arbrea se distancian entre ellas a 3 metros y se elevan hasta el bastidor superior a un angulo de 45 grados 4 brazos. Sobre estas 4 patas se construye una pirmide exclusivamente para alojar los tensores que retienen esas patas elevadas.

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EL COMPORTAMIENTO DE LA ESTRUCTURA ARBOREA: EL RECORRIDO DE LOS ESFUERZOS: Los esfuerzos son recorridos por el techo abovedado pasando por los tirantes inclinados hacia las 4 patas que llevaran a su fin con el suelo. El bastidor bajo la bveda lleva los esfuerzos hacia los nudos A-B de los parantes inclinados. Mientras que el bastidor que contiene las 4 patas verticales se comprime para equilibrar esfuerzos.

LAS DEFORMACIONES: El peso de la bveda hara arquear los extremos del bastidor (puntos A-B) y los parantes inclinados (A-C, A-E, B-D, B-E) para abajo llevando los esfuerzos hacia las 4 patas verticales y por el efecto de pandeo estaran arquendose (puntos C-J, D-K). Del efecto de pandeo en las patas verticales los travesaos que los unen estaran sufriendo un estiramiento (puntos F-G, H-I). Por los efectos de pandeo entre los puntos C-D, se provocara un desplazamiento vertical en el punto E

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LAS SOLICITACINES DE LAS BARRAS: Mientras que en las barras prximas a los exteriores de la estructura el comportamiento es del orden de la compresin, su comportamiento interno es del orden de la traccin.

LAS SOLICITACIONES EN LOS NUDOS: Los nudos (A, B, C, D, F, G, H, I, J, K) estn solicitados a 2 o ms esfuerzos de compresin y 1 de traccin.En cambio el nudo E esta solamente solicitado a esfuerzo de traccin.

UNIONES FIJAS Y UNIONES MVILES: Los nudos A y B en su unin con la barra A-E / B-E son de condicin mvil. Asi tambin en su totalidad la unin en el punto E. Los nodos C y D son de doble condicin. Para las barras AC y BD la condicin es de nudos mviles. Para las barras EC y ED la condicin es de nudos fijos como tambin lo son para la barra CD. *tengase en cuenta que el bosquejo solo lleva las denominaciones de una sola cara. Y que el cuerpo de la17



estructura es volumtrico de 4 caras de lado. EL PROCESO DE ARMADO ESTRUCTURAL: La sucesin de armado se contempla tanto en lo general como de manera particular en cada estructura arbrea. Una vez terminado el proceso de armado de cada estructura particular se procede al coronado de cada una con las bvedas reticuladas. Elevadas y colocadas sobre la estructura. Para poder seguir el proceso de armado general se debe tener en cuenta, cuales son dentro de la cuadrcula en planta la que corresponde a llevar los esfuerzos hacia el suelo. EL RECONOCIMIENTO DENTRO DE LA GRILLA DE LOS ELEMENTOS PORTANTES VERTICALES: Los elementos portantes verticales se ubican de manera discontinua para apoyar entre ellas un reticulado abovedado no portante.

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HIPTESIS DE ARMADO SECUENCIAL DE LA ESTRUCTURA GENERAL: De acuerdo a la fotografa en la anterior pgina, hemos deducido hipotticamente una posible secuencia de armado general y particular. Que puede o no ser la que se haya adoptado para el sistema, pero que pone sobre el tema, la indiscutible necesidad de una secuencia de armado de cada estructura arbrea y su vinculacin mutua. Partimos desde la base de que es necesario un crecimiento en tanto vertical y horizontal. Dando una consecuente resultante diagonal. Para que se de el crecimiento horizontal primero se necesita el vertical, y dentro de esa secuencia de movimientos se va integrando la resultante de crecimiento en diagonal. Los nmeros correspondientes al grfico en esta pgina equivalen a los movimientos que se hacen. A cada movimiento le corresponde una cantidad de colocaciones de la estructura correspondiente. Por ejemplo, para el movimiento 1 y 2, solo se har una colocacin. Mientras que para los movimientos 3 y cuatro podrn hacerse 3 colocaciones. Comenzando los movimientos en sentido vertical. Continuando una vez alcanzado el vertical, el sentido horizontal.

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EL SENTIDO DEL CRECIMIENTO ESTRUCTURAL GENERAL: El sentido del crecimiento estructural se rige en los sentidos horizontal y vertical, de derecha a izquierda y de arriba hacia abajo dando como crecimiento resultante una diagonal a la planta ortogonal.

SECUENCIA NUMERICA DE ARMADO: Primero se colocan las estructuras portantes verticales en sucesin y luego se completan las estructuras abovedadas no portantes entre estas. Los nmeros aqu marcados representan los movimientos que se lograran. Por ejemplo al colocarse los dos primeros movimientos 1 y 2, en los parantes verticales, el tercer (3) movimiento es doble, dndose en un paramento vertical y una bveda no portante. Asi el dcimo (10) movimiento se genera en 3 lados diferentes y asi suscecivamente hasta completar la grilla.

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LAS ETAPAS: De manera hipottica, adoptamos para su entendimiento, una divisin en 3 etapas de movimientos.

1 ETAPA 15 MOVIMIENTOS APROX.

2 ETAPA 15 MOVIMIENTOS APROX 30 MOVIMIENTOS ACUMULADOS

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3 ETAPA 13 MOVIMIENTOS APROX 43 MOVIMIENTOS ACUMULADOS

El

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siguiente grfico ejemplifica el proceso de armado entre dos estructuras arbreas, comenzando por el armado de la estructura 1, el armado de la 2 y el coronamiento entre ellas de la bveda 3.

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EL PROCESO DE ARMADO INDIVIDUAL DE LA ESTRUCTURA ARBOREA: 1. ARMADO DE LOS PARANTES VERTICALES Armado de los parantes verticales unidos entre si mediante travesaos horizontales y coronados con una pirmide superior de seccin menor. COLOCACION DE TIRANTES INCLINADOS Mediante la incorporacin al sistema de uniones mviles se colocan dos tirantes unidos entre si, y tambin al borde superior de la pirmide y al extremo final de un parante vertical.

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3.

EQUILIBRAR LOS ESFUERZOS La colocacin de tirantes inclinados en forma opuesta le da a la estructura el equilibrio para reducir esfuerzos no deseados como el pandeo.

4.

TIRANTES RESTANTES Y CERRADO DEL BASTIDOR Se termina de colocar los dos restantes tirantes inclinados y se procede a la unificacin con un bastidor rigidizador del sistema unido en los puntos ms extremos de las barras inclinadas.

5.

CORONAMIENTO DEL SISTEMA MEDIANTE BOVEDA Sobre el bastidor rigidizador del sistema, se corona la estructura con el techo abovedado reticulado.

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UNIONES EN LA ESTRUCTURA ARBOREA: Las uniones aqu mostradas denotan diferentes maneras de encuentros fijos y mviles. El encuentro 1 es un encuentro mediante soldado del bastidor y las barras inclinadas. El 2 contiene 2

tirantes tensados por sistema de roscado en su centro. El 3 es un nodo multidireccinal de juntas soldadas y extremos de encastre. El 4 es un nodo soldado al extremo superior de la pirmide y abulonado a un conector, que a su vez contiene los tensores tambin abulonados permitiendo que gire. Por ltimo el 5 es un nodo que contempla una unin soldada interna y una unin con giro para la barra inclinada.25



EL DETALLE CONSTRUCTIVO EN EL CERRAMIENTO: REFERENCIAS. 1- Deflector en aluminio anodizado 2- Membrana de cubierta continua Sarnofilsoldada en caliente 3- Aislamiento de lana mineral, 150 mm 4- Paneles de cubierta Korrugal, 70 mm 5- Barrera de vapor Sarnavap 6- Malla tubular de acero 114 7- Paneles Rainscreenrecubiertos con polvo de aluminio 8- Sistema sifnico de evacuacin de pluviales en acero inoxidable UV 9- Entramado estructural de tubos de acero 323 10- Barra perimetral para la fijacin de la estructura de acero 11- Pieza inferior del voladizo de sujecin del vidrio reforzado de 12 mm 12- Membrana flexible de butilo 13- Pieza superior de aluminio con aislamiento 14- Conexin estructural de capa flexible que permite slo movimientos diferenciales verticales y de cortante 15- Sistema de acristalamiento plano de aluminio a presin igualada trmicamente y con drenajes 16- Acristalamiento sellado con dos hojas de vidrio con revestimiento de baja emisin y relleno de gas inerte 17- Parteluz estructural de acero

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CONCLUSIONES: Si bien el Aeropuerto de Standsted era un desafio de problemas funcionales y flujos constantes de varios transportes y personas. El desarrollo de un pensamiento racional y la utilizacin de una estructura para resolver estas demandas, ha sido un camino exitoso. La estructura se ha vuelto una herramienta en el campo del diseo, alcanzando metas antes inimaginables.El proceso evolutivo de estas se ha ido perfeccionando para aumentar la velocidad y el desempeo en los detalles con la que un artesano deja su marca. Este proyecto ha sido minucioso desde lo general hasta lo particular, demostrando una relacin inseparable entre la estructura como herramienta de diseo y la idea conceptual del espacio. BIBLIOGRAFIA: WWW.URBIPEDIA.COM WWW.WIKIARQUITECTURA.COM ARCHITECTURAL MONOGRAPHS N 20 FOSTER ASSOCIATES RECENT WORK ACADEMY EDITIONS WK. LONDON 1992 REVISTA TECTONICA N 9 ATC EDICIONES ESPAA. MADRID 1995 REVISTA DISEO INTERIOR N 10 - 1991 REVISTA ARQUITECTURA VIVA N 38 - 1992 REVISTA AV MONOGRAFIAS N 78 - 1999

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