Diseño estructural de torres basado en el criterio de resistencia por forma aplicado al diseño del tótem de la estación de Metepec del Tren Interurbano Ciudad de México - Toluca (México)

Abstract

[EN] The Master Degree Thesis consists in the design of one structures type tower applying the criterion of design of resistance by form, whereby obtains the geometrical form that it has to have the tower to optimise the global structural behaviour of the same augmenting the efficiency of the structure regarding resistance and deformation and was, to his time, of application in the design of towers of big height.

For this, first, revise the geometrical forms and structural typologies of other towers and cases of application already built. With this, chooses the structural system of framework three-dimensional beams and pose different alternative of geometries for the structure. To select the Alternative of Design, makes a studio of solutions based in criteria exclusively structural: in the endeavours and the scrollings, and the capacity structural ratio of resistance and deformation. Once selected the Alternative of Design, proceeds to the design and dimensioning of the structure applying criteria of economic efficiency for the design of the same. Finally, it makes an economic assessment of the cost of material execution of the structure.

In concrete, this work applies to the totem of the station of Metepec of the Interurban Train City of Mexico ¿ Toluca (Mexico). The totem is a structure of 50 metres of height that will have to fulfil with the maximum geometrical conditions and minimum according to the requirements of functionality of the tower and of the conditions of the surroundings of the structure.

[CA] El Treball Fi de Màster consisteix en el disseny d'una estructura tipus torre aplicant el criteri de disseny de resistència per forma, pel qual s'obté la forma geomètrica que ha de tenir la torre per a optimitzar el comportament estructural global de la mateixa augmentant l'eficiència de l'estructura quant a resistència i deformació i, a més a més, siga d'aplicació en el disseny de torres de gran alçada.

Per a fer-ho, primer, es revisen les formes geomètriques i tipologies estructurals d'altres torres i casos d'aplicació ja construïts. Amb açò, es tria el sistema estructural d'entramat de bigues tridimensionals i es plantegen diferents alternatives de geometries per a l'estructura. Per a seleccionar l'Alternativa de Disseny, es realitza un estudi de solucions basat en criteris exclusivament estructurals: en els esforços i els desplaçaments, i els aprofitaments estructurals de resistència i deformació. Una vegada seleccionada l'Alternativa de Disseny, es procedeix al disseny i dimensionament de l'estructura aplicant criteris d'eficiència econòmica per al disseny de la mateixa. Finalment, es realitza una valoració econòmica del cost d'execució material de l'estructura.

En concret, aquest treball s'aplica al tòtem de l'estació de Metepec del Tren Interurbà Ciutat de Mèxic ¿ Toluca (Mèxic). El tòtem és una estructura de 50 metres d'alçada que haurà de complir amb les condicions geomètriques màximes i mínimes segons les exigències de funcionalitat de la torre i de les condicions de l'entorn de l'estructura.

[ES] El Trabajo Fin de Máster consiste en el diseño de una estructura tipo torre aplicando el criterio de diseño de resistencia por forma, por el cual se obtiene la forma geométrica que debe tener la torre para optimizar el comportamiento estructural global de la misma aumentando la eficiencia de la estructura en cuanto a resistencia y deformación y sea, a su vez, de aplicación en el diseño de torres de gran altura.

Para ello, primero, se revisan las formas geométricas y tipologías estructurales de otras torres y casos de aplicación ya construidos. Con ello, se escoge el sistema estructural de entramado de vigas tridimensionales y se plantean diferentes alternativas de geometrías para la estructura. Para seleccionar la Alternativa de Diseño, se realiza un estudio de soluciones basado en criterios exclusivamente estructurales: en los esfuerzos y los desplazamientos, y los aprovechamientos estructurales de resistencia y deformación. Una vez seleccionada la Alternativa de Diseño, se procede al diseño y dimensionamiento de la estructura aplicando criterios de eficiencia económica para el diseño de la misma. Finalmente, se realiza una valoración económica del coste de ejecución material de la estructura.

En concreto, este trabajo se aplica al tótem de la estación de Metepec del Tren Interurbano Ciudad de México ¿ Toluca (México). El tótem es una estructura de 50 metros de altura que deberá cumplir con las condiciones geométricas máximas y mínimas según las exigencias de funcionalidad de la torre y de las condiciones del entorno de la estructura.