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Superficies cuadráticas como base para el diseño de estructuras



By  prueba     5:03:00 p.m.    Etiquetas: 

A lo largo de la historia del mundo, innumerables arquitectos e ingenieros han proyectado sus obras basándose en figuras geométricas, fórmulas matemáticas, simetrías o formas análogas al mundo que nos rodea. Todas estas proyecciones tienen su razón de ser a nivel matemático y para el cálculo de dichas estructuras es de suma importancia la representación e interpretación gráfica.

Muchos edificios, casas, iglesias, capillas, puentes y estructuras en general están diseñadas con base en ecuaciones de superficies cuadráticas o cuádricas. De las varias superficies en el espacio que podemos definir tenemos las superficies cilíndricas, las superficies de revolución, esferas, planos y las llamadas superficies cuadráticas. Este último grupo son análogas tridimensionalmente de las secciones cónicas y la ecuación que las representa es una ecuación de segundo grado en tres variables.

Estas superficies cuadráticas, son llamadas también superficies regladas, como su nombre lo indica son superficies que contienen rectas, o mejor dicho, que pueden generarse mediante el movimiento de una recta que sigue un recorrido determinado.

Las superficies regladas tienen ventajas en la economía y facilidad de construcción. En este primer aspecto resulta mucho más económico trabajar con elementos rectos que con curvas. Y en cuanto al segundo aspecto radica en su cualidad de ser una superficie reglada, propiedad de suma importancia a la hora de realizar encofrados, pues permite realizarlo con simples tablas o mediante la disposición de vigas rectas en dos direcciones. Hay dos tipos de encofrado para estas superficies, las de curvatura simple o curvatura doble. Una de las propiedades estructurales de las superficies de doble curvatura negativa, es  que tienden a pandearse o doblarse menos, debido a que la tensión de la curvatura en la otra dirección actúa de estabilizador.
  • Curvatura simple: Consiste en la disposición de una serie de generatrices (líneas) a lo largo de dos curvas.
  • Curvatura doble: Existen dos tipos:
  1.    Sinclástica: las curvaturas principales van en la misma dirección.
  2.   Anticlástica: las curvaturas principales tienen su concavidad en direcciones opuestas.
Hay seis tipos básicos de superficies cuadráticas: elipsoide, hiperboloide de una hoja, hiperboloide de dos hojas, cono elíptico, paraboloide elíptico y paraboloide hiperbólico. Para dar merito a la aplicación de las ecuaciones cuadráticas como base para el diseño de estructuras, he seleccionado algunas de las obras más relevantes a nivel mundial (seria casi imposible nombrarlas todas), incluyendo obras con estas aplicaciones en la localidad de Barquisimeto, estado Lara, Venezuela.

                  Elipsoide:
El Gran Teatro Nacional, también conocido como «El huevo» es un teatro de ópera en Pekín, China.

        Hiperboloide de una hoja:
Antiguo Monumento Complejo Ferial Barquisimeto, Venezuela – Torre de Kobe, Japón.

Paraboloide Elíptico:

Radiotelescopio de Arecibo, Arecibo, Puerto Rico. Antena parabólica más grande del mundo.

                           Paraboloide hiperbólico:
 Catedral de Barquisimeto, Venezuela – Oceanográfico de Valencia, España.

Acerca de prueba

Estudiante de Ingeniería Civil de la Universidad Centroccidental "Lisandro Alvarado".

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