CONTENIDO

PAG.

- ESTRUCTURAS ESPECIALES TRIDILOSAS

RESEÑA HISTORICA……………………………………………………………….02

DEFINICION…………………………………………………………………………..03

FUNCIONAMIENTO ESTRUCTURAL………………………………………..04

CARACTERISTICAS………………………………………………………………….05

TIPOLOGIA……………………………………………………………………………..09

PROCESO CONSTRUCTIVO……………………………………………………..12

VENTAJAS………………………………………………………………………………14

DESVENTAJAS………………………………………………………………………..14

APLICACIÓN DE TRIDILOSAS ………………………………………………………….…………..………….15

1

TRIDILOSAS, RESEÑA HISTORICA .

Heberto Castillo , ingeniero que se distinguió por tener amplias capacidades para conceptuar formas

complejas y estructuras espaciales , en tres dimensiones lo que le permitió contribuir en el cálculo de

las estructuras de obras civiles .

Es de esta manera que Heberto en 1966 desarrollo un sistema estructural de entrepiso tridimensional

mixto de acero y concreto llamado TRIDILOSAS , esta novedosa técnica usada para construir elementos

estructurales que pueden reemplazar la tradicional losa de concreto reforzado en muchas de sus

aplicaciones convencionales.Para el diseño de las Tridilosas Heberto Castillo tomo en cuenta cierta

concepción tridimensional de las estructuras que proponía el arquitecto JOSE Priani en un ensayo para

lograr cubiertas baratas para casa habitación .

Heberto Castillo supo que en el diseño del

concreto reforzado, la zona agrietada abajo

del eje neutro de una pieza, prácticamente no

trabaja y es empleada únicamente como

recubrimiento del acero, de esta manera tras

muchos años buscando un sistema que

suprimiera adecuadamente este concreto

agrietado que siempre fue una carga muerta de

gran consideración y que muchos

estructuristas en vano han intentado suprimir.

Castillo lo logro, invento la tridilosas que, además de ahorrar un 66 por ciento del peso del concreto de la

losa o trabe tradicionales equivalente, ha logrado consecuentemente eliminar la participación más o

menos costosa de la cimbra.

2

DEFINICIÓN

La tridilosas es una estructura tridimensional altamente ligera y de tablero mixto (combinando la zona comprimida de concreto (hormigón), con la zona traccionada de acero). Su estructura es que puede ahorrar un 66% de hormigón y hasta un 40% de acero, debido al hecho de que no necesita ser rellenado de hormigón en la zona de tracción, solamente en la zonas superior de compresión.

Según el uso a que se destine, la tridilosas ahorra hasta el 80 por ciento del concreto, el 40 por ciento del fierro y la mitad del costo de una obra; en consecuencia, no es muy popular entre contratistas y constructores (argumentan sus defensores), porque reduce los márgenes de donde arrancar ganancias, así como los porcentajes negros de los funcionarios que contratan las obras.La tridilosas es una estructura mixta de concreto y acero que se compone de elementos tubulares soldados u atornillados a placas de conexión, tanto en el lecho superior como en el inferior que generalmente son capas de concretlatridiolo estructuras tridimensionales en las que solo el 33% del concreto trabaja a la compresión, una eficiencia de hasta el 90% de este material. Lo anterior permite la construcción de estructuras mucho más ligeras, resistentes y económicas en tiempos mucho menores que los sistemas convencionales.

3

Fig.1 tridilosas como estructura grandes luces.

Fig.2 tridilosas como estructura de cubierta auto soportante

FUNCIONAMIENTO ESTRUCTURAL

Se considera la flexión (compresión y tensión), la torsión (de forma secundaria) y el cortante. El concreto toma los esfuerzos de compresión ocasionados por la flexión que pueden ir por arriba o por abajo si hubiere inversión de momentos; la tensión ocasionada por la misma flexión se toma con el acero; la torsión, con el armado transversal, y el cortante con las diagonales espaciales (no contenidas en planos verticales) de diferentes perfiles estructurales de acero, que trabajan a tensión y compresión puras.

Fig. 3: Gráfico de

cálculo de fuerzas dentro de la tridilosa

Fig. 4: Gráfico sobre el corte de la tridilosa y las losas de concreto respectivo.

La FORMA GEOMETRICA UTILIZADA es una Pirámide de base cuadrada, la tridilosa está constituida por:

- Una estructura espacial metálica formada por dos mallas de acero; una superior y otra inferior

conectada por diagonales formando pirámides de base cuadrada.

- Una o dos losas de concreto ubicadas en la malla superior formando el piso y la otra ubicada en la malla

inferior que sería el cielo raso.

CARACTERISTICAS:

4

Las principales características de este sistema son:

A) LAS CONDICIONES MÁS SIMPLES SON LAS DE QUE LOS ELEMENTOS DE LA ESTRUCTURA TRABAJEN

A TENSIÓN Y A COMPRESIÓN EXCLUSIVAMENTE. ES DECIR A ESFUERZOS SIMPLES.

Según el concepto clásico de la losa o de concreto armado, se tiene una zona de compresión arriba del eje neutro y una zona de tensión abajo del. El concreto que se encuentra en la zona de tensión no trabaja e incluso se agrieta. La losa constituye como es sabido aproximadamente el 66 por ciento del peso de la estructura. Pues bien, en la tridilosa se consigue eliminar este 66 por ciento de peso muerto de la estructura tradicional, ya que en ella no existe concreto fracturado que no trabaja. En la parte superior la tridilosa lleva una capa de concreto de 5 cm. De espesor aproximadamente que sirve de elemento resistente a la compresión y hace además las veces de piso. En la parte inferior se puede poner también otra capa de concreto de 4 a 5 cm. De espesor, o solamente un falso plafon, que en el caso de la tridilosa resulta muy económico por eliminarse las canaletas, ya que el metal desplegado se amarra de las varillas de la tridilosa.

La tridilosa es una estructura sumamente ligera, con un peso muerto que oscila de l00 a 240 kg/m2 como máximo, para elementos con claros de 20.0 m. el espesor de 5 cm. De la capa de concreto es suficiente para absorber la compresión que originaria una carga de l000 kg/m2.

B) LA TRIDILOSA ES UNA ESTRUCTURA HIPERESTATICA CON GRAN NUMERO DE INCÓGNITAS.

Respecto a su funcionamiento y estabilidad, la tridilosa tiene la ventaja de que es hiperestatica con un gran numero de incógnitas, razón por la cual al ocurrir una falla local de la estructura, se efectúa una redistribución de esfuerzos pero subsistiendo el equilibrio. Lo anterior se puede comprender al considerar que en una viga continua de cuatro apoyos, por ejemplo, puede prestarse una falla en uno de ellos sin que se presente bruscamente el colapso de la estructura y que en cambio, es obvio que en una viga simplemente apoyada, al suprimir uno de los apoyos, el colapso es inmediato.

Entonces al ser la tridilosa una estructura de un grado muy alto de hiperestaticidad, soporta una gran cantidad de deficiencias en la construcción.

C) LA TRIDILOSA ES UN BUEN AISLANTE TÉRMICO.

5

La tridilosa funciona como un colchón de aire situado entre las capas de concreto es un aislante térmico extraordinario y se puede considerar que se cumple el mismo principio de aislamiento térmico que produce un doble vidrio en una ventana. separada también por un colchón de aire, en el cual para que la transmisión del calor se pueda realizar, es necesario el calentamiento del colchón de aire.

D) LA TRIDILOSA ES AISLANTE ACÚSTICO.

El colchón de aire que queda entre las dos capas de concreto origina también el que la tridilosa sea un excelente aislante acústico.

E) LA TRIDILOSA NO TIENE PROBLEMAS DE FLEXIÓN, DE TORSIÓN NI DE CORTANTE.

La tridilosa tiene la propiedad de que al ser una estructura formada por un sistema de fuerzas en el espacio, no concurrentes no paralelas, puede reducirse ese sistema a dos únicas fuerzas cruzadas en el espacio y que a su vez se pueden hacer equivalentes a un par y una fuerza, en que el par equivale a lo que en una losa, una conoce como par de flexión o par de torsión. Por todo lo anterior, en la tridilosa se ha eliminado el problema de la flexión, el problema de la torsión y el problema del cortante y se puede decir que nunca una tridilosa fallara por flexión, que nunca una tridilosa fallara por torsión, que nunca una tridilosa fallara por cortante, porque ni la flexión, ni la torsión, ni el cortante existen , sino que actúan simples fuerzas axiales de compresión o de tensión a lo largo de la losa.

En el diseño de la tridilosa ya no se discutirán mas, puesto que no se emplearan; la única fórmula que se utilizara en el diseño de las tridilosas es la que expresa que el esfuerzo es igual a la fuerza entre el arrea, y la única complicación que acaso se pudiere presentar es el cálculo del pandeo en las piezas que se diseñó.

F) RAPIDEZ DE CONSTRUCCIÓN

Como la estructura metálica de la tridilosa se puede hacer antes de tener listas las columnas para su montaje, entonces se fabrica la tridilosa con toda anticipación de tal forma que podemos tener fabricados uno o dos pisos de ventaja con respecto al avance de la obra.

Luego se procede a montar dicha estructura sobre las columnas, y antes de colar las losas de la tridilosa sé Pueden levantar nuevamente las columnas volver a montar la estructura de la tridilosa e ir colando uno o varios pisos a la vez. El colado de los pisos puede ser después simultáneo.

G) GRAN DISMINUCIÓN DE LA OBRA FALSA CON LA TRIDILOSA.

6

La tridilosa tiene además la ventaja que como es en la mayor parte de los casos auto soportante su estructura metálica, entonces es posible colar sin cimbra, solo vaciando el concreto sobre un nervometal. Incluso se puede colar con pistolas de concreto del tipo ligero. En otras ocasiones se puede colgar la cimbra de contacto de la tridilosa eliminándose el uso de los pies derechos. En estructuras como bóvedas o cascarones, el ahorro por concepto de cimbra es muy considerable.

H) LA TRIDILOSA PROPORCIONA UN MEJOR CONOCIMIENTO DEL COMPORTAMIENTO DE LA

ESTRUCTURA.

En una estructura como la tridilosa se conoce a ciencia cierta, que la transmisión de esfuerzos de los lechos de concreto superior a inferior se efectúa a través de las barras diagonales, la cual significa la ventaja primordial de saber el comportamiento de la estructura, sobre todo al compararla con una losa maciza o con una losa hueca con trabes como la del entrepiso reticular, en donde se pueden establecer varias hipótesis de transmisión de esfuerzos, pero en donde no se puede decir con precisión hasta la fecha y en forma sencilla, por donde se efectúa esa transmisión.

I) LA TRIDILOSA TIENE CARGA MUERTA MENOR

La tridilosa es una estructura que al aumentar su peralte no aumenta no aumenta su peso pero sí su resistencia, de tal forma que la relación: Peso muerto/carga útil, es baja, esto quiere decir que una carga muerta muy pequeña es capaz de resistir grandes cargas útiles, porque la supresión del concreto fracturado es un aumento en la posibilidad de carga útil; Lo anterior se puede comprobar al hacer la comparación de una estructura reticular de 40 cm. De peralte con una tridilosa del mismo espesor, en que la losa reticular pesa mas del doble que la tridilosa.

J) LA TRIDILOSA, FACILITA LAS INSTALACIONES SANITARIAS Y ELÉCTRICAS.

La tridilosa tiene la posibilidad de que todas las instalaciones eléctricas y sanitarias sean colocadas por el centro de la losa, en cualquier dirección, con el único obstáculo de las barras diagonales; aun así, existen huecos de consideración por donde es posible trazar los ductos y hasta es aconsejable suprimir algunas barras para tener una optima colocación de las instalaciones.

En el sistema tridilosa, se pueden abrir zanjas en las losas para establecer nuevos sistemas de drenaje, nuevas instalaciones eléctricas, etc. Porque es fácil romper una parte del lecho superior sin que se origine el colapso de la estructura. Además se puede observar en las nuevas construcciones de edificios para hoteles o de departamentos, en donde se hace necesaria la instalación de aire acondicionado, que debajo de las losas tradicionales se colocan plafones para la instalación de los ductos respectivos; debe tenerse en cuenta que aumentando el peralte de la tridilosa, esas instalaciones quedan dentro de la losa o sea, que se pueden proyectar estas instalaciones conjuntamente con la estructura.

7

K ) COSTO DE LA TRIDILOSA PERMITE UN AHORRO CONSIDERABLE

1. Cimentación, ya que pesa hasta un 60 por ciento menos que otros sistemas, lo cual puede originar el que una estructura que necesitaba pilotes o pilas, ya no los necesite. Además la cimentación en si (losa y contratrabes) es más económica por estar sujeta a menores cargas.2. Columnas, ya que están sujetas a menor carga vertical y menor efecto sísmico ya que al ser el efecto del sismo proporcional al peso de la estructura, a menor peso tenemos menor efecto sísmico.3. Losas, ya que además de estar sujetada un menor efecto sísmico, están mas racionalmente diseñadas

TIPOLOGIA.

En cuanto a su forma, presenta diversos modelos. Cada uno de estos ejemplos se adecuara dependiendo

de las

necesidades requeridas en el proyecto, donde en todo momento la tridilosa trabajara como una sola junto con los elementos de borde y de apoyo (vigas y columnas) brindando una mayor confianza como estructura.

Puentes. Alrededor de 200 puentes han sido instalados con este tipo de estructuras como el del peatonal ciclopista. Diseñado por el Ing. Heberto Castillo Martinez (2004) tiene mas de 200 m de longitud. Abarca

8

grandes luces con la ayuda netamente de las tridilosa sumándole a esto una altura de 8m y un ancho de 3m.

Cubiertas como de la central camionera norte y en el Poliforum Cultural Siqueiros, así como en el Hotel de México, uno de los edificios más altos del mundo construidos en concreto y cuyo proyecto original fue modificado al agregársele l2 pisos mas, gracias al uso de la tridilosa que bajo el peso de la estructura en un 80% a partir del décimo piso.

ESTRUCTURAS CON BICELOSÍA ESPACIAL COMPUESTA PARA GRANDES LUCES O SISTEMA TRIDILOSA

CON BICELOSÍA

El sistema Tridilosa con Bicelosía espacial compuesta se diferencia de la losa reticular mixta (tridilosa original) en los siguientes aspectos:

- El sistema Tridilosa con Bicelosía espacial compuesta esta formado por dos celosías los cuales constan de tres mallas: superior, intermedia e inferior, conectadas por diagonales, formando una celosía de base cuadrada conectada por sus vértices y losa de concreto inferior y/o superior

- La losa reticular mixta prefabricada industrialmente esta formada por dos mallas metálicas y conectando por separadores o diagonales que unen dicha barra de modo que formen un reticulado de base cuadrada.

9

-

-

-

-

-

-

- El sistema tridilosa con bicelosía espacial compuesta, se puede aplicar como piso cuya sección transversal es recta en las dos celosías espaciales y como cobertura donde la celosía inferior es recta y variable, la celosía superior adaptándose así a los requerimientos arquitectónicos.

- La losa reticular mixta prefabricada industrialmente es aplicable para obtener sistemas de pisos con sección constante y coberturas de sección constante y variable así como uno, dos, tres o más inclinaciones.

- El sistema tridilosa con bicelosía espacial es aplicable para obtener sistemas de pisos con grandes sobrecargas por la separación de las tracciones y compresiones, en luces entre 10 y 100 metros.

- La losa reticular mixta (tridilosa original) se aplica en sistemas de pisos con sobrecargas de 50 – 1000 kg/m2 y luces de 6 – 30 metros.

- Los materiales usados para la fabricación de la celosía son fierro corrugado y concreto donde se esperan mayores compresiones en ambos sistemas de losa, alternativamente se pueden utilizar perfiles o tubos metálicos.

- La unión de la celosía se realiza con soladura de arco.

luces libres de hasta

25m y canto máximo

de sólo

40cm  apoyados en

celosías metálicas de

toda la planta

PROCEDIMIENTO

CONSTRUCTIVO}

10

materiales para realizar estructuras tridimensional de modulos de 1x1 m

PERFILES UNIONES Y ENSAMBLES

Teniendo como base el modulo comun utilizado

para la estructura de tridilosa convencional, se

procedera a describir, a groso modo, la parte

tecnica.

I. Primero se colocan las cuerdas superiores, las cuales cuentan con una armadura de fierro en forma longitudinal.

II. Seguido del paso anterior, se coloca las platinas metálicas, de modo tal que ensamble la estructura longitudinal anterior.

III. A continuación se adhiere la platina metálica más la estructura longitudinal a través de pernos.

11

CUERDAS SUPERIORES

PLATINAS METALICAS (SUPERIORES)

PERNOS

IV. Luego, se arma la pirámide estructural, la cual va ser pieza clave de la tridilosa, esta está compuesta por perfiles en posición diagonal.

V. La armadura anterior se va a estructurar mediante una platina metálica inferior, para asegurar las uniones de los perfiles, pues de lo contrario las cargas que soportaría la tridilosa, desuniría este nodo.

VI. Finalmente, se colocan las everdas inferiores, para seguir estructurando la tridilosa.

VENTAJAS

Cubre grandes luces con techos: horizontales, a dos aguas, de forma poligonalo, de arco de

segmentos.

La Tridilosa es un buen aislante térmico.

La Tridilosa es aislante acústico.

Rapidez de construcción.

Se puede construir varios pisos aprovechando mejor el terreno que por lo general es caro y

escaso.

12

DIAGONALES PIRAMIDE

Rapidez, limpieza y menor tiempo en la ejecución de la obra en comparación con los sistemas

convencionales.

Menor cantidad de concreto y por consiguiente menor peso propio por m2. de área techada

DESVENTAJAS

Su uso no es muy extendido aun, y se requiere de especialistas técnicos calificados.

En el Perú, el Ing. Luis Bozzo tiene la patente del sistema constructivo, por lo que se le debe

asignar un pago adicional si se desea utilizarlo en cualquier proyecto.

No es muy utilizado en proyectos de baja escala (viviendas).

Con el tiempo, presenta leves deflexiones que generan empozamientos del agua de las lluvias

(sobre todo en grandes luces).

El contacto de elementos oxidantes como el agua y el aire harán que las estructuras de fierro

tengan un tratamiento el cual consistirá en esmaltes alquidálicos priorizando las zonas de

uniones.

- APLICACIÓN DE TRIDILOSAS EN EL PERU

En 1968 el Ing. Miguel Bozzo Ch. (Perú) Realiza aportes en Ingeniería estructural realizando

construcciones con celosías espaciales compuestas denominado “estructura espacial compuesta” para

grandes luces aplicado en coberturas de naves industriales así como en edificios industriales de varios

pisos, hangares, iglesias y los aportes para estructuras mixtas son:

a) La estructura metálica es el esqueleto fundamental, se debe agregar las losas de concreto en

zonas de compresión

b) Para la correcta aplicación de las estructuras mixtas es necesario asegurar un monolitismo entre

las estructuras y el concreto.

13

c) Se ha ideado la aplicación con el método de elementos finitos para el análisis de estructuras

mixtas.

Tras su llegada al Perú el Ing. Miguel Bozzo compra las patentes del empleo de tridilosa en las

edificaciones locales, razones por la cual la gran mayoría de edificaciones que emplean este sistema

constructivo son aportes del Ing. Bozzo. En el Perú se han construido gran variedades de edificaciones

empleando esta tipología estructural, tales como: ANGARES, PLANTAS DE EDIFICIOS,NAVES

INDUSTRIALES, EDIRICIOS EDUCATIVOS.

4.- EJEMPLOS DE TRIDILOSAS

PROYECTOS EN EL EXTRANJERO

Los ejemplos mas conocidos de la utilizacion de la tridilosa se han dado en su pais genuino,Mexico.A su

vez, estos han sido diseñados en su mayoria por Heberto Castillo.

-PUENTES VEHICULARES

PUENTE VEHICULAR IXMIQUILPAN

UBICACIÓN: IXMIQUILPAN,HIDALGO

AÑO: 1993

DIMENSIONES: 7.5 DE ANCHO Y 1 CLARO DE 55 M.

14

.PUENTE VEHICULAR AJUCHITLAN

UBICACIÓN: AJUCHITLAN-GUERRERO

AÑO: 1991

DIMENSIONES: 7.5 DE ANCHO Y 2 CLAROS DE 35 M.

-PUENTES PEATONALES

. PUENTE PEATONAL LOPEZ MATEO

UBICACIÓN: MORELIA,MICHOACAN

15

La fotografía de la izquierda deja en claro el ahorro de hormigón de este sistema estructural

asi como su livianeza.

AÑO: 1983

DIMENSIONES: 1.50 DE ANCHO Y 20 M. DE LONGITUD TOTAL

PUENTE SIGLO XXI

UBICACIÓN: MEXICO D.F.

AÑO: 2007

LONGITUD TOTAL: 80M.

.

16

PUENTE PEATONAL (CICLOPISTA)

UBICACIÓN: MEXICO, D.F.

AÑO: 2004

LONGITUD TOTAL: 212 M. A 275 M.

-EDIFICIOS

. HOTEL DE MEXICO

UBICACIÓN: MEXICO, D.F.

AÑO: 1972

SUPERVISION:HEBERTO CASTILL

.TORRE CHAPULTEPEC

UBICACIÓN: MEXICO, D.F.

AÑO: 1991

SUPERVISION:HEBERTO CASTILLO

17

PLAZA CUAUHTEMOC

UBICACIÓN: MEXICO, D.F.

AÑO: 1994

SUPERVISION:HEBERTO CASTILLO

18

. CENTRO CULTURAL FRIDA KAHLO

UBICACIÓN: MEXICO, D.F.

AÑO: 2009

SUPERVISION: JAVIER CASTILLO SUAREZ

19