Diseño paramétrico de ruedas trianguladas de radios traccionados con perfil biconvexo para estructuras de cubierta sobre graderíos de estadios con planta elíptica

• Martín-Sáiz, Rodrigo ^[1] ; Herrera, Blas ^[1]
  1. [1] Universitat Rovira i Virgili

     Universitat Rovira i Virgili

     Tarragona, España

     
• Localización: Hormigón y acero, ISSN-e 2605-1729, ISSN 0439-5689, Vol. 75, Nº 304, 2024 (Ejemplar dedicado a: Hormigón y Acero), págs. 35-50
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Parametric Design of Triangulated Tensile Spoke-Wheels with Bi-Convex Profile for Roof Structures on Elliptical Stadium Stands
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  • español

    En este artículo, desarrollamos analíticamente el paso a paso de un procedimiento de diseño paramétrico de ruedas trianguladas de radios traccionados de perfil biconvexo para estructuras de cubierta sobre graderíos de estadios con planta elíptica. A través de este procedimiento, es posible definir la forma geométrica y la distribución de fuerzas de pretensado necesarias para conseguir unas condiciones óptimas de dimensionado de la sección transversal del anillo exterior, atendiendo a su no-circularidad. Estas condiciones óptimas se consiguen cuando, en situación de carga permanente, la rueda se deforma homotéticamente en planta. En cada paso del procedimiento formulamos los sistemas de ecuaciones que describen la relación entre la forma geométrica y el comportamiento mecánico, y definimos los métodos numéricos para resolverlos.A partir de la forma en planta de diversos anfiteatros romanos, desarrollamos ejemplos de aplicación y mostramos los límites geométricos razonables del procedimiento de diseño. Por último, en un modelo de análisis comprobamos cómo, efectivamente, una estructura diseñada según este procedimiento se deforma homotéticamente en situación de cargas permanentes.

  • English

    In this article, we make an analytical development of the step-by-step of a parametric design procedure for triangulated tensile spoke-wheels with biconvex profile for roof structures on elliptical stadium stands. Through this procedure it is possible to define the geometric shape and the distribution of the pre-stressing forces necessary to achieve optimal conditions for the cross-section sizing of the outer ring, while considering its non-circularity. These optimal conditions are achieved when, under permanent loads, an in-plane homothetic deformation occurs. In each step of the procedure we formulate system of equations that describe the relationship between the geometric shape and the mechanical behavior, and we define the numerical methods to solve them. From the ground plan shape of several Roman amphitheaters, we develop application examples and we show the reasonable geometric limits of the design procedure.Finally, in an analysis model, we verify how, effectively, a structure designed according to this procedure deforms homothetically under permanent loads.