La estructura del Colegio Maravillas de Alejandro de la Sota

Comportamiento estructural de las cerchas del colegio maravillas de Madrid. E-struc

Hace veinte años murió el arquitecto Alejandro de la Sota y, con tal motivo, la Fundación que lleva su nombre ha realizado varios actos en su memoria y en recuerdo de la vigencia de sus obras.

Una de las más características es el Colegio Maravillas, en la calle de Joaquín Costa de Madrid.

La estructura del Colegio Maravillas es una precisa concepción mecánica que responde con claridad al concepto de que la geometría de una estructura es su equilibrio, lo que a la inversa también es cierto. Es decir, cabe pensar que para alojar las aulas sobre la pista de deporte y bajo el patio de juegos hubo que forzar la estructura para que se acomodase a tal geometría. Pues no, la geometría definida resulta en una estructura canónica que trabaja muy bien y sin estridencias.

Comportamiento estructural de las cerchas del colegio maravillas de Madrid. E-struc

La estructura principal del gimnasio salva la luz que hay desde el muro de contención trasero hasta la calle, con un desnivel muy grande entre ambos extremos. Así queda libre el espacio inferior para la pista deportiva y encima se puede alojar el patio de juegos. En el espacio intermedio, coincidiendo con el espacio ocupado por el canto de la estructura principal, se alojan unas aulas. Esta estructura es una serie de cerchas de acero en celosía de canto variable, perpendiculares a la fachada.

Comportamiento estructural de las cerchas del colegio maravillas de Madrid. E-struc

Por explicar cómo funcionan estas cerchas -y lo bien que funcionan-, empecemos por pensar en una cercha convencional de canto constante. En tal caso, los cordones superior e inferior se encargan de resistir el momento flector de la carga, mientras que las diagonales resisten el cortante. El momento flector es máximo en el centro de la cercha y el cortante en los extremos. Por tanto, los mayores esfuerzos de los cordones estarán en el centro y los de las diagonales en los extremos. Que el cordón superior trabaje a compresión y el inferior a tracción es ineludible, pero las diagonales trabajan a tracción si su recorrido es ascendente hacia los apoyos, y a compresión si es descendente. Por supuesto, siempre es conveniente la tracción frente a la compresión: gasta menos material y no presenta problemas de inestabilidad.

Comportamiento estructural de las cerchas del colegio maravillas de Madrid. E-struc

Tomemos ahora la misma cercha, pero hagamos el trazado del cordón inferior poligonal, con la misma forma que el diagrama de momentos flectores (que coincide con la forma de un cable sometido a esas mismas cargas). Entonces sucede que el cordón superior trabaja con una compresión constante y el inferior -el de trazado poligonal- al resistir su esfuerzo y estar inclinado, proporciona una fuerza vertical que compensa exactamente el cortante, es decir, compensa toda la fuerza necesaria para el equilibrio con las cargas. Por tanto, las diagonales quedan exentas de todo trabajo. La razón conceptual de fondo es que es el cordón tiene trazado funicular y, por tanto, trabaja como un arco invertido, optimizando mucho el consumo de estructura.

Comportamiento estructural de las cerchas del colegio maravillas de Madrid. E-struc

Entonces, ¿para qué y por qué están las diagonales? ¿Y por qué siguen el trazado opuesto -descendente hacia los apoyos- al dicho antes? Pues porque las cargas no están siempre en el mismo sitio. Las permanentes sí, pero las sobrecargas pueden cambiar de magnitud y de posición. Supongamos ahora que las sobrecargas actúan sólo en la mitad de la luz, cosa del todo posible. Entonces ya el cordón inferior no es funicular de las cargas. Y entonces sucede que, para la carga descentrada, la componente vertical de la fuerza del cordón poligonal supera el valor del cortante en cada tramo, haciendo entonces que la dirección óptima de las diagonales sea la inversa de la habitual. Eso sí, el cordón inferior sigue traccionado y el superior comprimido, lo que no altera el comportamiento global ante la flexión. Basta la simple disposición de las diagonales de ese modo para que la estructura funcione a las mil maravillas para cualquier situación de carga.

Comportamiento estructural de las cerchas del colegio maravillas de Madrid. E-struc

En suma, la forma y el trazado de las cerchas de la estructura del Colegio Maravillas tanto resuelven el problema de la arquitectura como permiten un comportamiento estructural óptimo.

Fotografía:  danieladazamarq.blogspot.com

Dibujo del autor: izart-ancla.blogspot.com

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