Análisis estructural de domos geodésicos metálicos como alternativa a la demanda de unidades habitacionales tipo vivienda - Pérez Rodríguez, Michael Benigno (Machala : Universidad Técnica de Machala, 2018)
At present, development in the world is progressing faster and faster. One of the factors of this development is the adaptation of the cities in their infrastructure that allows a better quality of life. The population that lives and works in the countryside does not enjoy these advantages since in the majority of cases it lacks environmental sanitation works, such as potable water systems, sewage systems and rainwater, and, above all, there is a large housing deficit. These deficiencies have caused the migration of rural populations to the urban area in search of these comforts and also of work opportunities. But, because they do not have the necessary economic resources to provide a home with all the basic services, it has given rise to the so-called invasions of vacant lots in the cities, which causes the appearance of deficient constructions in security and basic services for the materials with which they are constituted, since the inhabitants use plastics, cartons and sticks to give themselves a place to live. This problem occurs in Ecuador, so in the 2017-2021 National Plan it is proposed to promote housing programs of social interest in vacant urban land and areas provided with public services and basic equipment, avoiding spatial segregation and the expulsion of resident population and adequately assessing the risk of occurrence of disasters of natural or anthropic origin. To give an answer to this problem, it is proposed in this research the use as a housing unit housing type to the geodesic dome type structure. The geodesic dome is a dome that consists of small triangles that are approximately equal, and so that the vertices of the triangles are all on the surface of a sphere. Invented by the American R. Buckminster Fuller, this type of structural configuration jumps a greater saving of material of construction than any other structure with another form (which would translate to a lower cost for its acquisition), it is safe thanks to the loads applied in it are distributed evenly throughout its construction and most importantly, its center of gravity is low, which gives a great advantage to other buildings when facing earthquakes. The way in which its structure is configured makes the dome an ideal housing of social interest, and with the results of this research it will be demonstrated, under an analysis in a structural analysis program, that its construction offers structural security, an advantage that does not they offer the majority of affordable housing nowadays at a lower cost. For the structural analysis of the geodesic dome it is necessary to know the minimum spaces necessary for a dwelling of social interest, the global dimensions of the dome-like structure and the obtaining of coordinates of the different nodes in order to build a three-dimensional model that through an Analysis of external loads and of own weight, its response and efforts in elements will be evaluated using methods of the method based on linear range forces.
En la actualidad, el desarrollo en el mundo va avanzando cada vez más rápido. Uno de los factores de este desarrollo es la adecuación de las ciudades en su infraestructura que permite una mejor calidad de vida. La población que vive y trabaja en el campo, no goza de estas ventajas ya que en la mayoría de los casos carece de obras de saneamiento ambiental, como sistemas de agua potable, sistemas de alcantarillado y aguas lluvias, y, sobre todo, existe un gran déficit de viviendas. Estas carencias han causado la migración de las poblaciones rurales hacia la zona urbana en busca de esas comodidades y también de oportunidades de trabajo. Pero, debido a que no poseen los recursos económicos necesarios para proporcionarse una vivienda con todos los servicios básicos, ha dado lugar a las llamadas invasiones a terrenos baldíos de las ciudades, lo que causa la aparición de construcciones deficientes en seguridad y servicios básicos por los materiales con los que se constituyen, puesto que los pobladores utilizan plásticos, cartones y palos para darse un lugar donde vivir. Este problema se presenta en el Ecuador, por lo que en el Plan Nacional 2017 - 2021 se plantea promover programas de vivienda de interés social en suelo urbano vacante y zonas provistas de servicios públicos y equipamiento básico, evitando la segregación espacial y la expulsión de la población residente y evaluando adecuadamente el riesgo de ocurrencia de desastres de origen natural o antrópico. Para dar una respuesta a esta problemática, se propone en esta investigación la utilización como unidad habitacional tipo vivienda a la estructura tipo domo geodésico. El domo geodésico es una cúpula que se compone de pequeños triángulos que son aproximadamente iguales, y de modo que los vértices de los triángulos se encuentran todos en la superficie de una esfera. Inventada por el americano R. Buckminster Fuller, este tipo de configuración estructural brinca un mayor ahorro de material de construcción que cualquier otra estructura con otra forma (lo que se traduciría a un menor costo para su adquisición), es segura gracias a que las cargas aplicadas en ella se reparten de manera uniforme por toda su construcción y lo más importante es que su centro de gravedad es bajo, lo cual confiere una gran ventaja a otras construcciones a la hora de enfrentarse a terremotos. La forma en que se encuentra configurada su estructura hace del domo una ideal vivienda de interés social, y con los resultados de esta investigación se demostrará, bajo un análisis en un programa de análisis de estructuras, que su construcción ofrece seguridad estructural, ventaja que no ofrecen la mayoría de viviendas de interés social en la actualidad a un menor costo. Para el análisis estructural del domo geodésico se requiere conocer a los espacios mínimos necesarios para una vivienda de interés social, las dimensiones globales de la estructura tipo domo y la obtención de coordenadas de los diferentes nudos para lograr construir un modelo tridimensional que a través de un análisis de cargas externas y de peso propio se evaluará su respuesta y esfuerzos en elementos utilizando procedimientos del método basado en fuerzas en rango lineal.
Keywords: DOMO GEODESICO; VIVIENDA DE INTERES SOCIAL; GEOMETRIA GEODESICA; ALUMINIO