Ejercicio P1 - Estabilitat i anàlisi estructural · Construcción I UPC Examen Parcial 1. Casa Hopkins, Cimentaciones, Forjados y Test de Materiales

a. Identifica y define las características del sistema constructivo-estructural empleado, diferenciando el subsistema vertical del horizontal.

Solución: Estructura prefabricada lleugera d'acer acoblada en sec. Subsistema vertical format per pilars metàl·lics tubulars de secció reduïda (tubs circulars CHS de 63,5 mm de diàmetre) en quadrícula modular regular (aprox. 2 × 4 m). Subsistema horitzontal format per entramat bidireccional jerarquitzat de jàsseres i biguetes metàl·liques (reixat lleuger o perfils conformats) sobre les quals descansa una xapa grecada d'acer galvanitzat.

b. ¿Qué factores constructivos y de diseño hacen posible el empleo de soportes metálicos de una esbeltez tan acusada?

Solución: Modulació amb llums estructurals molt reduïdes (2 a 4 m), minimització de càrregues mortes amb cerraments i particions lleugeres, condició de suport articulat amb treball a compressió axil pura (arriostraments absorbeixen les accions horitzontals) i reducció de la longitud de pandeig per la poca alçada lliure de planta.

c. Indica qué mecanismo garantiza la estabilidad global frente a empujes horizontales y justifica la existencia de dos soluciones diferenciadas en la obra.

Solución: Triangulacions perimetrals amb tirants diagonals tesats d'acer (creus de Sant Andreu). Als testers o paraments cecs s'utilitzen creus completes en aspa rígida; a les zones de pas, portes o obertures visuals es disposen arriostraments en V invertida, tirants perimetrals en cantonada o marcs rígids per permetre la circulació i la funcionalitat.

d. Plantea soluciones alternativas viables que sustituyan al sistema de estabilidad horizontal existente.

Solución: Rigidització dels nusos biga-pilar (pòrtics rígids a flexió), incorporació de nuclis rígids de formigó armat o obra de fàbrica (en zones d'escales o serveis), o substitució per diafragmes verticals de CLT (fusta contralaminada) o panells estructurals col·laborants d'acer en façana.

g. Analiza las consecuencias estructurales inmediatas en caso de suprimir un soporte de la retícula.

Solución: Com que l'estructura està dimensionada al límit i amb mínima hiperestaticitat, suprimir un pilar duplica la llum de les bigues concurrents, multiplicant els moments flectors per aproximadament quatre ($M \propto L^2$) i les fletxes per setze ($f \propto L^4$), provocant el col·lapse immediat per flexió d'aquestes bigues i el risc de pandeig per sobrecàrrega dels pilars veïns.