Estructuras funiculares de bambú (Guadua Angustifolia Kunth) : Búsqueda de forma y análisis estático

Abstract

Dando respuesta al impacto nocivo de la industria de la construcción en el ambiente mediante prácticas sostenibles, esta investigación hace frente a esta problemática desde dos pilares principales: Primero, la eficiencia estructural mediante la optimización del material, para lo cual el diseño se realiza con métodos de búsqueda de formas funiculares altamente eficientes para cubrir grandes luces debido a la ausencia de momentos flectores. En segunda medida, el uso de bambú (Guadua Angustifolia Kunth), un material renovable abundante en Latinoamérica con características físico-mecánicas que lo hacen altamente resistente ante cargas axiales. Este estudio presenta el método de diseño para estructuras de Guadua Angustifolia Kunth discretizadas en elementos rectos sometidos netamente a esfuerzos axiales obteniendo formas óptimas para resistir cargas estáticas las cuales se consideran dominantes. Así mismo, se explora el uso del bambú en estado rollizo y en latillas haciendo uso de diferentes métodos de búsqueda de forma. Además de modelos informáticos y de diseño paramétrico se realizan ensayos mecánicos de latillas de Guadua Angustifolia Kunth ante esfuerzos de tensión y compresión. Como resultado, se finaliza el proceso de búsqueda de formas con el diseño estructural bajo la premisa de no sobrepasar los esfuerzos admisibles del material. Por último, se presentan ejemplos de diseño de estructuras en estado rollizo en compresión, estructuras de latillas en tensión y estructuras mixtas demostrando la fiabilidad del método de diseño. (Texto tomado de la fuente).

Responding to the construction industry impact on the environment through sustainable practices, this research faces the problem from two main pillars: First, structural efficiency through material optimization, for which the design is carried out using form finding methods for structures looking for funicular structures, these are highly efficient to cover large spans due to the absence of bending moments. Secondly, the use of an abundant renewable material in Latin America called bamboo (Guadua Angustifolia Kunth), which has physical-mechanical characteristics that make it highly resistant to axial loads. This study presents the design method for discretized Guadua Angustifolia Kunth structures in straight elements with only axial forces, the goal is to get an optimal structural shape able to resist static loads which are considered dominant. Likewise, the use of bamboo in its round state and in lattices is explored using different form finding methods. In addition to computational models and parametric design, mechanical tests of Guadua Angustifolia Kunth lattices are carried out under tension and compression stresses. As a result, the form finding process is completed with structural design under the premise of not exceeding the admissible stresses of the material. Finally, examples of the design of structures in round state in pure compression, lattice structures in pure tension and mixed structures are presented demonstrating the robustness of the proposed method.