Escalera suspendida de vidrio en la residencia Moongate en Sedona, AZ, Estados Unidos

Parámetros del modelo de la escalera de vidrio

• Longitud: ~ 7,5 m
• Anchura: ~ 4,5 m
• Altura: ~ 6,5 m
• Número de nudos: 1051
• Número de barras: 399
• Número de superficies: 154

Modelo

Modelo en 3D

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Modelo | Escalera suspendida de vidrio

La piedra de origen local de todos los tamaños permite que el exterior de la estructura se mezcle a la perfección con el entorno de roca roja del desierto, incluyendo la estructura de piedra semicircular de la entrada de la propiedad para darle su nombre a la residencia. La casa incluye dos alas semicirculares a cada lado de una entrada rectangular de vidrio completa con una escalera de vidrio suspendida.

Detalles del proyecto

La escalera de vidrio de la entrada suspendida por barras de acero es quizás el punto de atención principal y la característica de ingeniería más notable en toda la casa. Stutzki Engineering, con sede en Milwaukee, WI, Estados Unidos, fue galardonado con el desafiante papel del diseño de ingeniería para este proyecto. Los peldaños cristalinos de la escalera curva parecen estar flotando entre las ventanas de entrada gigantes y las paredes interiores de roca roja decorativa.

Mientras se viaja por el lado izquierdo de la escalera, los peldaños están sujetos de forma segura pero delicada a la piedra interior. Sin embargo, el lado derecho de la escalera está completamente suspendido de las barras delgadas de acero que se extienden desde múltiples puntos en cada huella hasta el techo superior. Este diseño no requirió ningún componente estructural debajo de la escalera, lo que le da a la escalera de vidrio una apariencia flotante pero sin esfuerzos.

Detalles de la estructura

La estructura, como se puede ver en las fotos, es un ensamblaje inusual de peldaños de vidrio, barras a tracción (cables), vigas de acero y conectores delicados fabricados a medida hechos de acero inoxidable. Estos conectores, fabricados por la empresa Tripyramid (MA), proporcionan ajustabilidad y resistencia al mismo tiempo. Atan cada huella de vidrio a las rocas en un lado y a las barras a tracción a lo largo del círculo interno de la escalera. Los intrincados detalles de estos conectores minimizan los picos de tensión locales en el vidrio. Cada detalle se modeló en RFEM según su función única y los detalles de liberación de los grados de libertad.

El análisis de las vibraciones mostró frecuencias suficientemente altas más allá de cualquier sensación desagradable para las personas que caminen por las escaleras. La tracción en las barras está generada por el peso del vidrio, por lo que es bastante baja. El pasamanos se instaló como una característica de seguridad, no por razones estructurales.

Se realizó un análisis preliminar simplificado con una huella típica y las pocas barras a tracción correspondientes. La decisión de construir el modelo completo de toda la escalera no se debió a la opinión de un principiante en el análisis de estructuras, sino que fue necesario para comprender completamente la estabilidad lateral y el comportamiento dinámico. RFEM demostró una vez más sus capacidades robustas y precisas para el modelado y resolución, aunque este modelo esté compuesto por varios materiales y detalles, cuyos valores de rigidez tienen una gran diferencia.

Como ya presentado en otros lugares [1], esta estructura es una combinación de arte y tecnología, la cual se muestra como un tipo de estructura espacial con barras a tracción y compresión.

[1] C. Stutzki: "Steel- and Glass Spaceframes between Art and Technology". En: Actas del Simposio Anual de IASS 2019, Barcelona, España. ISSN 2518-6582 (en Internet).

Ubicación del proyecto