QUINOA Studio

Proyecto · São Sebastião, SPArquitectura y diseño estructural

La nave del pabellón: haces de bambú abiertos en arcos bajo la cubierta, con el valle al fondo
La nave: los haces se abren en arcos y el valle aparece entre ellos.
Desde el centro del pabellón, la sierra vista entre los haces de bambú
Desde el centro del pabellón, la sierra enmarcada por los haces.
La estructura completa de bambú, sin la cubierta, sobre el piso
La estructura completa, antes de la cubierta: arcos, cerchas, anillos y gridshell.
La trama de bambú vista desde abajo: cerchas arqueadas y la malla del gridshell
La trama vista desde abajo: cerchas arqueadas y la malla del gridshell.
Haces de bambú en abanico bajando hasta el piso de concreto
Los haces bajan en abanico hasta el piso de concreto.
La punta de la cubierta sobre los haces, con el valle y la sierra
La punta de la cubierta, sobre el valle.
El pabellón visto desde la ladera, con la cubierta ondulada sobre el piso claro
Desde la ladera: la cubierta posada sobre el piso claro.

Una cubierta ligera entre el bosque y el mar.

Arcos en celosía, anillos y un gridshell, con culmos continuos del suelo a la cumbrera.

El pabellón nació de una pregunta simple: cuánto bambú se necesita para cubrir un gran vano abierto, a orillas del Bosque Atlántico, sin perder la ligereza. La forma se encontró por presión, como una membrana que se infla, y luego se tradujo en arcos en celosía, anillos y una malla de gridshell.

Arquitectura y estructura se diseñaron juntas. Los haces bajan en abanico hasta 28 bases metálicas, el alero bajo, a 2,40 m, protege del sol y de la lluvia, y la cumbrera sube a 6 m. Son 556 m² de sombra sobre culmos de 10 y 12 cm.

Viento y estructuraFig. 01 a 03

El viento atraviesa la cubierta.

Corte longitudinal, viento norte de 4,7 m/s a 10 m de altura.

El aire se acelera sobre la cumbrera y vuelve a bajar después de ella. Por debajo, sigue pasando entre los haces, más despacio: a 1,5 m del suelo la brisa baja en promedio de 3,2 a 2,4 m/s.

Fig. 01 — Líneas de corriente del CFD (OpenFOAM, k-ε) en el corte longitudinal, con el viento del diagnóstico climático del litoral norte; el norte, de donde viene el viento, queda a la izquierda. Pasa el cursor para ver cómo se mueve el aire.
velocidad del viento (m/s) · por cuantiles03,84,54,85,1
Modelo de la estructura en blanco: bajo la nave, mirando hacia el valle
Fig. 02 — Bajo la nave, mirando hacia el valle.
Modelo de la estructura en blanco: la trama vista de abajo hacia arriba
Fig. 03 — De abajo hacia arriba: cercha, anillos y gridshell. Modelo de Rhino.

“Salvar casi 12 m de vano con culmos de 10 y 12 cm, sin un culmo de más.”

El desafío: la menor sección posible.

La búsqueda fue por la esbeltez. Cada versión de la estructura quitaba culmos y reducía diámetros hasta el límite que acepta la ISO 22156, en las ocho direcciones de viento. El resultado son 13,4 t de bambú para 556 m² de cubierta.

Los culmos siguen continuos, con empalmes desfasados cada 6 m, y el bambú nunca toca el suelo: cada haz se apoya en copas de acero sobre un cuello de concreto.

Análisis estructuralFig. 04

Un culmo por barra.

El modelo de cálculo tiene la geometría de la construcción.

En Karamba3D, cada culmo es una barra, con su diámetro y su posición, y cada pieza se verifica en las ocho direcciones de viento. Con el peso propio y la piasava mojada, la cubierta baja menos de 1 cm; con el viento más desfavorable, 1,4 cm.

En la mayor parte de la estructura manda el peso. El viento decide en las puntas y en el alero, y cada dirección encuentra sus piezas.

Fig. 04 — Modelo de barras en Karamba3D, un culmo por barra: la dirección de viento que gobierna cada pieza y los esfuerzos con el viento del noreste, el de mayor flecha.