Investigando con Cadwork y el corte digital.

12 de julio

Dentro de las labores de investigación que venimos desarrollando en el FabLab de la Escuela Técnica de Arquitectura Superior de Sevilla, hemos realizado este modelo de cercha, similar a la del Gimnasio Maravillas de Alejandro de la Sota, y modelada a través del programa Cadwork. Este modelo se desarrolló en el “Curso Introducción a Cadwork-madera. Diseño y fabricación digital de estructuras de madera / Taller Fablab.14”

Cadwork es una solución CAD/CAM para la construcción de estructuras en madera con la particularidad de que proporciona continuidad para todas las fases del proyecto, desde el diseño hasta la producción; gran flexibilidad y fácil manejo. Como desarrollo del curso propusimos este modelo representativo de uno de los módulos estructurales de cerchas del gimnasio del Colegio Maravillas, obra de Alejandro de la Sota. En este caso realizamos una adaptación de la estructura original en acero a un modelo estructural en madera.

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El Gimnasio del Colegio Nuestra Señora de las Maravillas está situado en Madrid. Fue diseñado por el arquitecto Alejandro de la Sota. El proyecto se desarrolló entre 1960 y 1962. En la actualidad continúa su uso deportivo y docente. El arquitecto prolongó la cubierta para ampliar el patio del colegio y vació la ladera para crear el nuevo gimnasio del polideportivo a la vez que dotaba al colegio con nuevas aulas, resolviendo el encargo a partir de un especial proyecto que reúne estructura, lugar, función, luz y materialidad.

 

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La Estructura es de hormigón en sótanos y de acero en el resto del polideportivo. El esquema estructural es sencillo. Ubicó un pilar en la fachada y otro cerca del terreno en los que apoyaría una viga triangulada de gran canto, con el cordón superior recto y el inferior curvo. La cercha que salva el gimnasio tiene una luz de 20 m apoyadas en pilares de 8 m de altura. En el interior de la cercha apreciamos como su geometría, en forma de auditorio, que sirve para integrar en ellas las aulas aprovechando ese espacio que se perdería. Para el análisis y el posterior diseño del modelo nos hemos quedado sólo con la zona reseñada en la planta que adjuntamos a continuación donde se recoge las zonas de aulas.

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Antes de diseñar el modelo estudiamos el comportamiento estructural de un módulo de cercha, con el fin de estudiar las posibilidades que teníamos para realizar las uniones en madera y hacer una hipótesis razonable de las dimensiones de los diferentes elementos de la estructura. Para ello se utilizó el programa SAP 2000. En el diagrama de axiles de un pórtico de la cercha, podemos observar que el cordón superior trabaja a compresión, el cordón inferior a tracción, los montantes a tracción y las diagonales a compresión. Puntualizamos, que nos ha llamado especialmente la atención el trabajo de las diagonales a compresión. Esta disposición supondrán la colocación de perfiles de mayor sección debido al posible pandeo de barras. No obstante entendemos que esta decisión fue resuelta de esta forma por el autor.

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A partir de dicho análisis, comenzamos el modelado en cadwork, en el que  se realiza el modelo completo en tres dimensiones con todas las piezas necesarias para realizar la producción del modelo a escala 1:200 en maqueta de DM. La gran cualidad de éste programa es que permite, desde el modelo, realizar directamente las listas de producción de todas las piezas que lo componen y exportarlas a un archivo en 2d con el que directamente se trazarán en la realidad con el uso de máquinas CNC (Computer Numeric Control) para la fabricación de elementos, que en nuestro caso realizaremos a la escala de la maqueta, con tableros de DM de 3 mm de espesor.

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A raíz del análisis estructural anterior hemos intentado que la estructura sea lo más fiel posible que la del modelo original. Para ello hemos ido concretando todos los tipos de uniones que aparecían en nuestro análisis, puesto que al trabajar con madera las uniones no son las mismas que si trabajáramos en metal, y por consiguiente hemos adaptado dichas uniones a cada uno de los nudos de nuestra estructura. Estas uniones se han resuelto con diferentes tipos de ensambles que existen en madera actualmente como la cola de milano, media madera, pernos, cartelas…etc., según fuese la solución idónea para cada tipo de encuentro.

Una vez realizado dicho análisis, mandamos a imprimir el modelo realizado en formato DXF para su fabricación. El montaje de los encuentros en los pilares y en los muros se ha resuelto a media madera, y en los nudos de la cercha se resolvieron con “puntillas” en sustitución de los pernos  que se colocarían en la realidad, quedando la imagen final que apreciamos a continuación.

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Como conclusión a nuestra experiencia en la fabricación del modelo, hemos podido comprobar al realizar una prueba de carga, como mostramos en la siguiente imagen, que la estructura soporta perfectamente dicha carga. Apreciamos en nuestro ensayo un pequeño alabeo o pandeo lateral de las cerchas, debido al arriostramiento horizontal insuficiente al no haber discretizado el efecto de los forjados del modelo real. Con la inclusión de dichos forjados y gracias al efecto de “diafragma rígido” que introducen quedaría suplido dicho fenómeno.

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Por último os mostramos algunas imágenes virtuales del modelo realizadas en el programa 3d Studio.

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