Automated wordlength optimization framework for multi-source statistical interval-based analysis of nonlinear systems with control-flow structures

El uso de aritmética de punto fijo es una opción de diseño muy extendida en sistemas con fuertes restricciones de área, consumo o rendimiento. Para producir implementaciones donde los costes se minimicen sin impactar negativamente en la precisión de los resultados debemos llevar a cabo una asignación cuidadosa de anchuras de palabra. Encontrar la combinación óptima de anchuras de palabra en coma fija para un sistema dado es un problema combinatorio NP-hard al que los diseñadores dedican entre el 25 y el 50 % del ciclo de diseño. Las plataformas hardware reconfigurables, como son las FPGAs, también se benefician de las ventajas que ofrece la aritmética de coma fija, ya que éstas compensan las frecuencias de reloj más bajas y el uso más ineficiente del hardware que hacen estas plataformas respecto a los ASICs. A medida que las FPGAs se popularizan para su uso en computación científica los diseños aumentan de tamaño y complejidad hasta llegar al punto en que no pueden ser manejados eficientemente por las técnicas actuales de modelado de señal y ruido de cuantificación y de optimización de anchura de palabra. En esta Tesis Doctoral exploramos distintos aspectos del problema de la cuantificación y presentamos nuevas metodologías para cada uno de ellos: Las técnicas basadas en extensiones de intervalos han permitido obtener modelos de propagación de señal y ruido de cuantificación muy precisos en sistemas con operaciones no lineales. Nosotros llevamos esta aproximación un paso más allá introduciendo elementos de Multi-Element Generalized Polynomial Chaos (ME-gPC) y combinándolos con una técnica moderna basada en Modified Affine Arithmetic (MAA) estadístico para así modelar sistemas que contienen estructuras de control de flujo. Nuestra metodología genera los distintos caminos de ejecución automáticamente, determina las regiones del dominio de entrada que ejercitarán cada uno de ellos y extrae los momentos estadísticos del sistema a partir de dichas soluciones parciales. Utilizamos esta técnica para estimar tanto el rango dinámico como el ruido de redondeo en sistemas con las ya mencionadas estructuras de control de flujo y mostramos la precisión de nuestra aproximación, que en determinados casos de uso con operadores no lineales llega a tener tan solo una desviación del 0.04% con respecto a los valores de referencia obtenidos mediante simulación. Un inconveniente conocido de las técnicas basadas en extensiones de intervalos es la explosión combinacional de términos a medida que el tamaño de los sistemas a estudiar crece, lo cual conlleva problemas de escalabilidad. Para afrontar este problema presen tamos una técnica de inyección de ruidos agrupados que hace grupos con las señales del sistema, introduce las fuentes de ruido para cada uno de los grupos por separado y finalmente combina los resultados de cada uno de ellos. De esta forma, el número de fuentes de ruido queda controlado en cada momento y, debido a ello, la explosión combinatoria se minimiza. También presentamos un algoritmo de particionado multi-vía destinado a minimizar la desviación de los resultados a causa de la pérdida de correlación entre términos de ruido con el objetivo de mantener los resultados tan precisos como sea posible. La presente Tesis Doctoral también aborda el desarrollo de metodologías de optimización de anchura de palabra basadas en simulaciones de Monte-Cario que se ejecuten en tiempos razonables. Para ello presentamos dos nuevas técnicas que exploran la reducción del tiempo de ejecución desde distintos ángulos: En primer lugar, el método interpolativo aplica un interpolador sencillo pero preciso para estimar la sensibilidad de cada señal, y que es usado después durante la etapa de optimización. En segundo lugar, el método incremental gira en torno al hecho de que, aunque es estrictamente necesario mantener un intervalo de confianza dado para los resultados finales de nuestra búsqueda, podemos emplear niveles de confianza más relajados, lo cual deriva en un menor número de pruebas por simulación, en las etapas iniciales de la búsqueda, cuando todavía estamos lejos de las soluciones optimizadas. Mediante estas dos aproximaciones demostramos que podemos acelerar el tiempo de ejecución de los algoritmos clásicos de búsqueda voraz en factores de hasta x240 para problemas de tamaño pequeño/mediano. Finalmente, este libro presenta HOPLITE, una infraestructura de cuantificación automatizada, flexible y modular que incluye la implementación de las técnicas anteriores y se proporciona de forma pública. Su objetivo es ofrecer a desabolladores e investigadores un entorno común para prototipar y verificar nuevas metodologías de cuantificación de forma sencilla. Describimos el flujo de trabajo, justificamos las decisiones de diseño tomadas, explicamos su API pública y hacemos una demostración paso a paso de su funcionamiento. Además mostramos, a través de un ejemplo sencillo, la forma en que conectar nuevas extensiones a la herramienta con las interfaces ya existentes para poder así expandir y mejorar las capacidades de HOPLITE. ABSTRACT Using fixed-point arithmetic is one of the most common design choices for systems where area, power or throughput are heavily constrained. In order to produce implementations where the cost is minimized without negatively impacting the accuracy of the results, a careful assignment of word-lengths is required. The problem of finding the optimal combination of fixed-point word-lengths for a given system is a combinatorial NP-hard problem to which developers devote between 25 and 50% of the design-cycle time. Reconfigurable hardware platforms such as FPGAs also benefit of the advantages of fixed-point arithmetic, as it compensates for the slower clock frequencies and less efficient area utilization of the hardware platform with respect to ASICs. As FPGAs become commonly used for scientific computation, designs constantly grow larger and more complex, up to the point where they cannot be handled efficiently by current signal and quantization noise modelling and word-length optimization methodologies. In this Ph.D. Thesis we explore different aspects of the quantization problem and we present new methodologies for each of them: The techniques based on extensions of intervals have allowed to obtain accurate models of the signal and quantization noise propagation in systems with non-linear operations. We take this approach a step further by introducing elements of MultiElement Generalized Polynomial Chaos (ME-gPC) and combining them with an stateof- the-art Statistical Modified Affine Arithmetic (MAA) based methodology in order to model systems that contain control-flow structures. Our methodology produces the different execution paths automatically, determines the regions of the input domain that will exercise them, and extracts the system statistical moments from the partial results. We use this technique to estimate both the dynamic range and the round-off noise in systems with the aforementioned control-flow structures. We show the good accuracy of our approach, which in some case studies with non-linear operators shows a 0.04 % deviation respect to the simulation-based reference values. A known drawback of the techniques based on extensions of intervals is the combinatorial explosion of terms as the size of the targeted systems grows, which leads to scalability problems. To address this issue we present a clustered noise injection technique that groups the signals in the system, introduces the noise terms in each group independently and then combines the results at the end. In this way, the number of noise sources in the system at a given time is controlled and, because of this, the combinato rial explosion is minimized. We also present a multi-way partitioning algorithm aimed at minimizing the deviation of the results due to the loss of correlation between noise terms, in order to keep the results as accurate as possible. This Ph.D. Thesis also covers the development of methodologies for word-length optimization based on Monte-Carlo simulations in reasonable times. We do so by presenting two novel techniques that explore the reduction of the execution times approaching the problem in two different ways: First, the interpolative method applies a simple but precise interpolator to estimate the sensitivity of each signal, which is later used to guide the optimization effort. Second, the incremental method revolves on the fact that, although we strictly need to guarantee a certain confidence level in the simulations for the final results of the optimization process, we can do it with more relaxed levels, which in turn implies using a considerably smaller amount of samples, in the initial stages of the process, when we are still far from the optimized solution. Through these two approaches we demonstrate that the execution time of classical greedy techniques can be accelerated by factors of up to ×240 for small/medium sized problems. Finally, this book introduces HOPLITE, an automated, flexible and modular framework for quantization that includes the implementation of the previous techniques and is provided for public access. The aim is to offer a common ground for developers and researches for prototyping and verifying new techniques for system modelling and word-length optimization easily. We describe its work flow, justifying the taken design decisions, explain its public API and we do a step-by-step demonstration of its execution. We also show, through an example, the way new extensions to the flow should be connected to the existing interfaces in order to expand and improve the capabilities of HOPLITE.

Informe y asistencia técnica sobre la estabilidad y refuerzo de la bóveda del salón de actos del Museu de Mallorca, Palma de Mallorca

El Museu de Mallorca presenta bóvedas típicas mallorquinas de marés. Estas bóvedas son muy delgadas (8-10 cm) y tienen las habituales disposiciones de rellenos y tabiquillos en los riñones. La intervención de Gabriel Alomar en los años 1950 descartó la capacidad portante de estas bóvedas, colocándose forjados superiores de viguetas apoyados en una estructura suplementaria de muros de carga de bloques adosados a los muros originales. Sobre una bóveda de cañón de unos 5 m de luz y unos 13 m de largo está previsto disponer el Salón de Actos del Museu de Mallorca. El objetivo del informe es estudiar si la bóveda puede resistir las cargas del nuevo Salón Actos, pudiéndose demoler el actual forjado, y qué medidas de consolidación habría que tomar para ello. La contestación a estas preguntas implica emplear la moderna teoría estructural de las fábricas que se resume en el siguiente apartado. El informe se fue escribiendo a medida que progresaba la obra. Este documento recoge los resultados finales. Como se verá la bóveda puede resistir con seguridad las cargas actuales y el antiguo forjado ha sido demolido. De esta manera, además de eliminar un incómodo escalón en la planta, la bóveda ha recuperado su función portante original. En la consolidación propuesta se han empleado sólo técnicas tradicionales de la construcción de fábrica.

La revisión crítica de la arquitectura moderna en las revistas españolas. Los primeros artículos de Rafael Moneo y la conciencia de la superación de la ortodoxia moderna

Tanto en el ámbito internacional como en el español, los artículos publicados en las revistas de arquitectura fueron el canal primario en el que se desarrolló el debate sobre la continuidad de los principios modernos en arquitectura. En el caso internacional, el debate sobre la rigidez y la limitación de algunos criterios del Movimiento Moderno surgió después de la Segunda Guerra Mundial y cobró mayor fuerza a partir de 1950. En las revistas españolas, las primeras voces críticas se hicieron eco del debate internacional en los cincuenta. Estas publicaciones actuaron como medio de transmisión de los contenidos que se discutían en el exterior, pero filtrados y matizados por los intereses propios. A principios de la década de 1960, la actitud crítica hacia la ortodoxia del Movimiento Moderno ya se había extendido y generalizado internacionalmente. En aquellos años, en las revistas españolas también se reflejó la pulsión entre quienes venían defendiendo la modernidad como alternativa de progreso completamente vigente y quienes planteaban la necesidad de revisar algunos de sus postulados. El comienzo de la carrera profesional de Rafael Moneo, a principios de los sesenta, coincidió con este momento de difusión de la crítica al Movimiento Moderno. Ya desde entonces, participando de aquella actualidad, se interesó por analizar los argumentos con los que se estaba produciendo dicha crítica. Este interés se reflejó en sus primeros artículos, aquellos que publicó en diversas revistas españolas entre 1961 y 1978. A través del estudio de estos artículos, la comunicación expone cuál fue la evolución de las reflexiones que perfilaron la postura de Rafael Moneo sobre la vigencia de los postulados del Movimiento Moderno. La mayoría de estos textos hace referencia a temas candentes de la polémica y varios se centran en cuestiones de la misma que le interesaron especialmente. En concreto, sus textos ?A la conquista de lo irracional? (1966) y ?Entrados ya en el último cuarto de siglo? (1978) son esenciales para conocer tanto la postura de Rafael Moneo con relación a la revisión crítica de la arquitectura moderna, como su desarrollo en las revistas españolas. A partir de 1976, muchos de sus textos fueron publicados fuera de España, convirtiéndose en el arquitecto español que participó de forma más activa en este debate internacionalmente. Sin embargo, el estudio se prolonga hasta el citado texto de 1978 por su relevancia en la síntesis de esta etapa. Al elaborar estas reflexiones, Rafael Moneo advirtió que la manera con la que los arquitectos del Movimiento Moderno proponían alcanzar sus planteamientos utópicos, intentando determinar la forma arquitectónica de manera única y racional, rechazaba la arbitrariedad de las decisiones que han propiciado destacadas arquitecturas del pasado. Partiendo de esta observación, su crítica se enfrentó fundamentalmente a esta consideración determinista de la producción de la arquitectura y a su promoción en el Movimiento Moderno. Estas ideas han tenido una gran trascendencia en su trayectoria posterior, puesto que esta misma postura crítica es la que ha seguido manteniendo a lo largo de toda su carrera.

La cabaña moderna. Microrrelatos de arquitecturas en busca de sentido

Desde la revolución ilustrada e industrial de finales del s. XVIII se ha venido desarrollando, con fuerza inigualada a lo largo de la historia, algo que es consustancial al hombre y que le ha permitido constituirse como tal frente al resto de animales: la técnica. Como sentencia Ortega, no hay hombre sin técnica. Pero, al mismo tiempo, va quedando cada vez más claro -como también nos señala Ortega- que el sentido y la causa de la técnica están fuera de ella, y que la técnica no es en rigor lo primero, sino que su finalidad le ha de ser prefijada por un deseo original pre-técnico. Si esto no fuera así el hombre perdería su propio sentido, pues el hombre es puro afán, un ente cuyo ser consiste no en lo que ya es, sino en la que aún no es. Sin embargo, el progresivo desencantamiento del mundo como consecuencia del desarrollo de la sociedad industrial vino a sustituir los viejos mitos por una interpretación racional y abstracta que renunciaba a cualquier búsqueda de sentido que trascendiese los hechos brutos. De este modo, la perdida de sentido del hombre frente a la técnica desarrollada por él mismo le dejaba desnortado y convertido en un sujeto pasivo en manos de un malentendido progreso. Frente a esta pérdida de sentido detectada ya a principios del siglo XX y denunciada con más fuerza a partir de la Segunda Guerra Mundial, el postmodernismo del último tramo del pasado siglo pudo no sólo oficializar su desaparición, sino consignar su deslegitimación. Ante a esto, sostenemos la necesaria existencia de sentido en cualquier arquitectura que se desarrolle plenamente y, especialmente, en la arquitectura de la modernidad -y aún de la modernidad tardía o postmodernidad- muchas de las veces no explicitado como tal frente al sobredimensionamiento técnico que ha venido marcando la pauta desde la revolución industrial. Al mismo tiempo, ya no se puede hablar de un único sentido, universalizable, sino de una pluralidad de sentidos que definirán distintas arquitecturas. Partiendo de la petitio principii de que el tema capital de la arquitectura en la modernidad ha sido la vivienda, el objeto arquitectónico que reúne las mejores características para desarrollar esta búsqueda de sentido lo hemos encontrado en la cabaña moderna, donde se cumple el aforismo corbusierano que señala que “quand l’économie est au maximum, l’intensité est au maximum”. Al mismo tiempo “al representar la plenitud a través de su misma negación”, la cabaña moderna se puede entender como una sublimación de la arquitectura a través de pequeños objetos donde han quedado destiladas las distintas esencias de la modernidad. Mediante el análisis de seis pequeñas construcciones situadas en archipiélagos arquitectónicos radicalmente distantes –el campamento de Ocatillo (F. Ll. Wright, 1929); la Caja (R. Erskine, 1942); el Cabanon (Le Corbusier, 1952); la casa cúpula en Carbondale (R. B. Fuller, 1960); el refugio en Oropesa (F. J. Sáenz de Oíza, c.1967-1977) y el pabellón de invitados en Kempsey (G. Murcutt, 1992)- la aparente aporía que supone la cabaña moderna, frente a la más lógica, en principio, cabaña primitiva, cobra sentido. Efectiva mente, el referente mítico de la cabaña primitiva, tal y como fue enunciado por Laugier, se correspondía con el estadio más primitivo de la modernidad, con sus orígenes, precisamente porque la crítica que se hacía en ella de la arquitectura se basaba en criterios exclusivamente técnicos que remitían a los orígenes constructivos de la arquitectura como fórmula para salir del entramado retórico en el que ésta se encontraba perdida. La cabaña moderna trasciende, sin embargo, aquella primitiva fase de la modernidad, de la que la cabaña de Laugier es paradigma, en la medida en que la crítica que se realiza ahora es doble, pues a la crítica de carácter técnico que encontramos en cada una de las cabañas se le añade una crítica de sentido que no se encuentra supeditada, en ninguno de los casos, a la componente técnica, tal y como sin embargo sucedía con Laugier, donde la pretendida regeneración moral de la arquitectura era consecuencia directa de su depuración técnica. En la cabaña moderna, al contrario, encontramos una pluralidad de sentidos que orientan y fuerzan el desarrollo de la techné en direcciones que llegan a ser radicalmente diferentes, construyendo unos relatos que habrán de ser, por tanto, necesariamente parciales, pero de los que la arquitectura, en cualquier caso no podrá prescindir si es que quiere seguir siendo fiel a sí misma, tal y como, efectivamente, lo comprendieron Wright, Erskine, Le Corbusier, Fuller, Sáenz de Oíza y Murcutt, cuando se esforzaron por que estas pequeñas arquitecturas que hemos visitado, tan sólo unas cabañas, fueran unas cabañas con sentido, unas cabañas modernas. ABSTRACT Since the illustrated and industrial revolution of the XVIII century it has been developing, with unequally strength through history, something that is inherent to man and that has allowed him to become himself against the rest of animals: technique. As Ortega says, there is no man without technique. But, at the same time, it is becoming increasingly clear –as Ortega also says- that the sense and the cause of the technique are beyond technique itself, and that technique is not actually the first thing, but that its purpose must be predefined by a pre-technique original desire. If it were not like this, man would lose his own sense, because man is pure desire, an entity whose being is not what already is, but what still doesn’t is. However, the progressive disenchantment of the world as the result of the development of the industrial society came to change the old myths by a rational and abstract interpretation that renounced to any search of meaning that transcended the brute facts. Thereby, the loss of sense of man against the technique developed by man himself let him aimless and converted in a passive object in the hands of a misunderstood progress. Against this loss of sense already detected at the beginning of the XX century and denounced in a stronger way since the Second World War, the postmodernism of the late decades of the last century could not only formalize its disappearance, but also consign its delegitimization. On the contrary, we maintain the necessary existence of sense in any architecture that is fully developed and, specially, in the modern architecture –and even in the late Modernism or Postmodernism- many times not made explicit as such against the technique oversizing that has been setting the pattern since the industrial revolution. At the same time, we can not talk about an only and universal sense, but about a plurality of senses that will define different architectures. On the basis of the petitio principii that dwelling has been the capital issue of modern architecture, the architectonic object that possesses the best features for developing this search of sense has been found in the modern hut, where is fulfil the Corbusieran aphorism that says that “quand l’économie est au maximum, l’intensité est au maximum”. At the same time, “representing plenitude through its own negation” the modern hut can be understood as a sublimation of architecture through small objects where the different essences of modernity have been distilled. Through the analysis of six small buildings located in radically distant architectonic archipelagos –the Ocatillo dessert camp (F. Ll. Wright, 1929); the Box (R. Erskine, 1942); the Cabanon (Le Corbusier, 1952); the dome-home in Carbondale (R. B. Fuller, 1960); the retreat in Oropesa (F. J. Sáenz de Oíza, c. 1967-1977) and the guest house in Kimpsey (G. Murcutt, 1992)- the apparent aporia that represents the modern hut, against the, initially, more logical primitive hut, makes sense. Indeed, the mythical reference of the primitive hut, as it was enunciated by Laugier, belonged to the most primitive state of modernity, with its origins, precisely because the criticism of the architecture that was made there was based in exclusively technique criteria, referring to the constructive origins of architecture as the formula to get out of the rhetoric labyrinth in which architecture was lost at the moment. However, the modern hut transcends that primitive phase of modernity, of which Laugier’s hut is paradigm, since the criticism that is made is double, because to the criticism on the technique that we find in every hut we must add a criticism on the sense that is never subordinated to the technique component, as it was the case in Laugier, where the intended architectonic moral regeneration was a direct consequence of its technical depuration. In the modern hut, on the contrary, we find a plurality of senses that guides and drives the development of techné in radically different directions, building narratives that must be, then, necessarilly partial, but of which architecture could never leave aside if it still wants to be faithful to itself, as Wright, Erskine, Le Corbusier, Fuller, Sáenz de Oíza and Murcutt seemed to understand when they tried hardly to make these small architectures that we have visited, these huts, huts full of sense, modern huts.

Los problemas de conservación de la arquitectura moderna

Se trata de un artículo en la revista técnica y cultural del Colegio Profesional de Arquitectura y Urbanismo de Buenos Aires; se centra en los problemas técnicos, materiales y conceptuales en la intervención en edificios del Movimiento Moderno que sean considerados patrimonio arquitectónico

Del empirismo a la invención: cálculo y proyecto en la arquitectura moderna

El objetivo de esta tesis es poner de relieve cómo el desarrollo del cálculo de estructuras ha influido en la manera de concebir la forma arquitectónica y qué relaciones se establecen entre estructura (formal) y estructura resistente. Este modo de explicar el hecho arquitectónico, desde la relación arte-estructura, no es el más generalizado. Por lo que profundizar en él podría llegar a enriquecer la manera en la que se comprende la arquitectura. Por tanto, se parte de la base de que la técnica no es sólo un instrumento, un medio del que disponer, sino que es un proceso mediante el cual la abstracción se hace tangible. Con lo que se produce una retroalimentación entre lo universal, es decir, lo abstracto, y lo concreto, o sea, lo real. Además, esta investigación se centra en la estructura resistente, en tanto que se trata del único principio sine qua non de la tríada vitruviana. Sin embargo, no se incurre en el error de pensar que la arquitectura depende únicamente de la tecnología para su desarrollo; hay muchos más condicionantes que intervienen en ella, que van desde la expresión, hasta cuestiones sociológicas. La manera en la que los proyectistas diseñan se desarrolla en paralelo a la evolución de la técnica. Ahora bien, la meta de esta investigación consiste en dilucidar hasta qué punto la voluntad de los arquitectos e ingenieros es independiente de la tecnología. Para ello, se lleva a cabo un análisis desde dos puntos de vista. El primero plantea un desarrollo histórico de la evolución de la teoría del cálculo de estructuras en el que, a través del tiempo, se analizan las repercusiones formales que se han ido derivando de él, tanto en ingeniería, como en arquitectura. Se pretende, así, llevar a cabo una lectura de la historia para entender el presente y proyectar el futuro. La segunda visión que se plantea estudia el modo en el que los historiadores de la arquitectura moderna han entendido la noción de estructura resistente. Dado que se entiende que los críticos de arquitectura inf uyen en la manera de pensar y entender dicha disciplina. Para desarrollarla se tomó como referencia a Panayotis Tournikiotis y su libro La historiografía de la arquitectura moderna. Finalmente, se elabora una lectura transversal de ambos puntos de vista, con la intención de discernir la influencia de la técnica en la génesis de la arquitectura en el siglo XX. En ella se estudian algunos de los ejemplos más importantes de la arquitectura moderna, así como se intentan esclarecer las distintas maneras de proyectar en relación a la estructura resistente. A partir de todo lo anterior se pretende responder a la siguiente pregunta: ¿la manera en que los proyectistas plantean la relación entre estructura (formal) y estructura resistente ha sido la misma a lo largo de la Historia? Podría decirse que no. Dicha relación ha evolucionado desde el empirismo a la invención, pasando por la ciencia. En cada una de esas etapas el entendimiento, no sólo del comportamiento estructural de las construcciones, sino también del Imago Mundi, ha ido variando; lo que se ha plasmado en la relación entre estructura (formal) y estructura resistente en los edificios. RECENSIONE L’obiettivo della presente tesi è mettere in evidenza come lo sviluppo del calcolo strutturale ha inf uenzato il modo di concepire la forma architettonica e, che relazioni si stabiliscono tra struttura (formale) e struttura resistente. Questo modo di spiegare la questione architettonica, partendo dalla relazione arte-struttura, non è il più comune. Quindi, approfondire la ricerca su questo aspetto potrebbe arrivare ad arricchire la maniera in cui si capisce l’architettura. Per tanto, si parte da un principio di base ovvero che la tecnica non è soltanto uno strumento, un medio di cui disporre, ma che è un processo mediante il quale l’astrazione si fa tangibile. Con cui si produce una retroalimentazione tra l’universale, cioè, l’astratto e il concreto, ossia, il reale. Inoltre, questa ricerca si centra nella struttura resistente, in quanto si tratta dell’unico principio sine qua non della triade vitruviana. Eppure, non s’incorre nell’errore di pensare che l’architettura dipenda unicamente della tecnologia per il suo sviluppo; ci sono molti altri condizionanti che intervengono in essa, che vanno dalla espressione f no a questioni sociologiche. La maniera in cui i progettisti disegnano si sviluppa in parallelo alla evoluzione della tecnica. Tuttavia, l’obbiettivo della ricerca consiste nel cercare di chiarire f no che punto la volontà progettuale e ideativa degli architetti e degli ingegneri è indipendente della tecnologia. Per questo, si realizza un’analisi da due punti di vista. Il primo ipotizza uno sviluppo storico dell’evoluzione della teoria del calcolo strutturale in cui, attraverso del tempo, si analizzano le ripercussioni formali che si sono derivate da questo, sia in ingegneria sia in architettura. Si pretende così, realizzare una lettura della storia per capire il presente e progettare il futuro. La seconda visione che s’ ipotizza, studia il modo in cui gli storici dell’architettura moderna hanno capito la nozione di struttura resistente. Poiché si capisce che i critici di architettura inf uiscono nella maniera di pensare e capire questa disciplina. Per svilupparla si prese come riferimento Panayotis Tournikiotis e il suo libro La storiograf a dell’architettura moderna. Finalmente, si elabora una lettura trasversale di ambedue punti di vista, con l’intenzione di discernere l’inf uenza della tecnica nella genesi dell’architettura nel XX secolo. In questa si studiano alcuni degli esempi più importanti dell’architettura moderna, così come si tentano chiarif care le diverse maniere di progettare in relazione alla struttura resistente. Oltretutto quello precedente, si pretende rispondere alla seguente domanda: La maniera in cui i progettisti ipotizzano la relazione tra struttura (formale) e struttura resistente è stata la stessa lungo la storia? Potrebbe dirsi di no. Essa relazione si è evoluta dall’empirismo all’invenzione, passando per la scienza. In ogni una di queste tappe si cerca di comprendere, non soltanto il comportamento strutturale delle costruzioni, ma anche l’aspetto del Imago Mundi. Ció che é cambiato è la coesistenza tra struttura (formale) e struttura resistente negli edifici. ABSTRACT T e objective of this thesis is to highlight how the development of structural analysis has influenced the way of conceiving architectural form and what relationship exists between (formal) structure and resistant structure. T is way of explaining architecture, from the relationship between art and structure, is not the most generalized, which is why increasing our understanding of it can enrich the way in which architecture is understood. Therefore, the basis is that technique is not only an instrument, a medium to have, but rather a process through which abstraction becomes tangible. Because of this, a type of feedback is produced between what is universal, in other words, abstract, and concrete, real. Additionally, this research focuses on resistant structure in that it refers to the unique principal sine qua non of the Vitruvian triad. However, it does not err by accepting the idea that architecture depends only on technology for its development; there are many conditioners which intervene which include everything from expression to sociological issues. T e way in which builders design is developed parallel to the evolution of technique. T e goal of this investigation consists of explaining to what point the will of architects and engineers is independent from technology. For this, an analysis of two points of view is helpful. T e f rst proposes a historical development of the theory of structures in which, through time, formal repercussions that have derived from it, in engineering as well as in architecture, are analyzed. In this way, a historical reading is attempted in order to understand the present and predict the future. T e second vision that is proposed studies the manner in which historians of modern architecture have understood the notion of resistant structure, given that it is understood that the critics of architecture inf uence the way of thinking about and understanding this discipline. In order to develop it, Panayotis Tournikiotis and his book La historiografía de la arquitectura moderna was used as a reference. Finally, a transversal reading of both points of view is done with the intention of discerning the influence of technique in the genesis of architecture in the 20th century. In this reading, several of the most important examples of modern architecture are studied and an attempt is made at shedding light on the different ways of designing in relation to resistant structure. Using the previous discussion, one can attempt to respond to the following question: Has the way in which designers conceive the relationship between (formal) structure and resistant structure been the same throughout history? In fact, the answer is no, this relationship has evolved from empiricism into invention, while incorporating scientific elements. At each of the stages of understanding, structural behavior of constructions as well as that of the Imago Mundi has continually changed, which has been captured in the relationship between (formal) structure and resistant structure in buildings.

El modelo constructivo: la influencia de la técnica en la teoría de la arquitectura (1840-1899)

La hipótesis de partida de esta tesis es que existe una influencia directa entre la técnica que se desarrolla durante el segundo período del s. XIX y el cambio sustancial de los conceptos y de la teoría arquitectónica que se da en esos mismos años. Dicha influencia genera nuevos modelos constructivos que serán la base de la arquitectura moderna. Para llegar a la confirmación de la hipótesis, se han planteado tres objetivos principales que responden a los tres capítulos principales de la misma. En primera instancia, se establecen las condiciones teóricas del debate arquitectónico entre las fechas estudiadas. Se analiza el concepto de modelo y «estilo» para evaluar si, efectivamente, hubo cambio o no. También se analizará si los arquitectos eran conscientes de la necesidad de una nueva arquitectura que respondiese a la funcionalidad que el progreso requería. Para comprobar que dicho cambio se ha producido a todos los niveles hasta el punto de redefinir el modelo constructivo se escoge un ejemplo práctico que cumpla las condiciones necesarias para sustentar o no la tesis y se investiga sobre si sucede o no el cambio. A continuación, se analizará la situación de la técnica y de los avances tecnológicos en el período estudiado. Es importante contrastar que realmente hay un conocimiento y una conciencia verdadera de cambio entre los teóricos y los arquitectos que están construyendo en ese momento. Confirmar que dicha conexión existe es vital para la investigación; para eso, se analizará y se profundizará en las conexiones entre la arquitectura y la ingeniería (o los avances tecnológicos) para entender la implicación de uno con el otro. Con este fin, se han estudiado las distintas publicaciones periódicas de la época; sobre todo la más relevante y la que primero se editó, que fue La revue générale de l’architecture; me he apoyado en ella. Es un documento que mensualmente recoge cambios, avances y debates. Tuvo una grandísima divulgación; todo docente, arquitecto e ingeniero de la época tenía un acceso fácil y directo a dicha publicación. Por último, a raíz de una construcción ideal proyectada por uno de los grandes arquitectos teóricos de la época, se reflexiona sobre si esa arquitectura supone realmente una comprensión y una conciencia de los nuevos modelos arquitectónicos, definidos por una técnica en progreso, o si responde exclusivamente a una utopía arquitectónica como tantas otras se habían esbozado con anterioridad por grandes teóricos. Para poder definir la geometría de este elemento estructural, se ha realizado un modelado tridimensional que permite calcular la estructura a través de un proceso de elementos finitos. El propósito de este cálculo no es exclusivamente saber si la estructura era viable o no en aquella época, sino también comprender si la definición de estos originales elementos estructurales implicaba una concepción nueva de las estructuras tridimensionales y eso significa que empezaba a germinar un cambio sustancial en la teoría de la arquitectura, con la búsqueda de un nuevo modelo constructivo derivado de los avances técnicos. De este modo queda demostrado que el modelo constructivo ha cambiado definitivamente por un modelo mucho más versátil y sobre todo con una gran capacidad de adaptación, esto combinado a su vez con una proliferación de patentes que intentan y buscan una estandarización del modelo constructivo y que no son, en ningún caso, un modelo en sí. Como última conclusión, queda argumentado que en aquella época ya se tenía una gran intuición estructural; a pesar de que el cálculo matemático era todavía algo relativamente nuevo, se manejaban de forma instintiva líneas de cargas, combinación de materiales y nuevas formas, que ayudarán a crear los modelos de los próximos años y que serán la base del cálculo numérico posterior. ABSTRACT The hypothesis of this thesis is that there is a direct influence between the technique developed during the second period of the XIX century and the substantial change in the concepts and in the architectural theory that occurs in those years. This influence develops new building models that will be the basis of modern architecture. To confirm this hypothesis, we present three principal objectives that corresponds to the three principals chapsters of the text. First, we establish the theoretical conditions of the architectural debate between the dates studied. We analyze the concepts of model and “style” to assess whether there was a change or not. We consider as well if architects were aware of the need for a new architecture to respond to the functionality needs that progress demanded. To verify that the change occurred at all levels to the extent of redefining the building model we choose a practical example that fulfills the necessary conditions to support or not the thesis and we investigate whether or not the change happens. Next, we analyze the status of technical and technological advances in the study period of study. It is important to contrast that there is a real knowledge and awareness of change between the theorists and architects who are building at the time. Confirming that that connection exists is vital for the research; for that, we will analyze and deepen into the connections between architecture and engineering (or technological progress) to understand the implication of one into the other. To this end, we have studied various publications of the time; especially the most relevant and the first published, La Revue générale de l’architecture; I have relied on it. This is a monthly document that includes changes, developments and debates. It had a very great disclosure; every teacher, architect and engineer of the time had a direct and easy access to this publication. Finally, following theoretical ideal construction projected by one of the great architects of the time, we reflect on whether that architecture really represents an understanding and awareness of the new architectural models defined by a technique in progress, or if it only responds to an architectural utopia as the ones outlined earlier by the great theorists. To be able to define the geometry of this structural item, we have carried out a three-dimensional modeling that enables us to calculate the structure through a process of finite elements. The purpose of this calculation is not exclusively understanding whether the structure was viable or not at the time, but also understanding if the definition of these original structural elements involved a new concept of three-dimensional structures and if that involved the beginning of a substantial change in theory of architecture, with the search for a new construction model derived from technical advances. In this way it is demonstrated that the building model has definitely changed for a much more versatile one and above all with a high adaptation capacity, this combined in turn with a proliferation of patents that try and seek a standardization of the building model and are not, in any case, a model in itself. As a final conclusion, it is argued that at the time a major structural intuition was present; even though the math calculation was still relatively new, in an instinctively way load lines, combination of materials and new forms were taken into account, that will help to create models in the coming years and which will form the basis of subsequent numerical calculation.

La representación de la arquitectura moderna : la villa Stein-de Monzie en "L'Oeuvre Complète" de Le Corbusier y Pierre Jeanneret : influencia de la visión cinematográfica

Esta tesis doctoral trata de investigar cuánto hubo de presencia del cine en el pensamiento de Le Corbusier y Pierre Jeanneret, a la hora de acometer la publicación y maquetación de las páginas dedicadas a la Villa Stein-de Monzie en Garches, en “Le Corbusier et Pierre Jeanneret. Oeuvre Complète 1910-1929”. Qué mecanismos cinematográficos pusieron en juego, cuando montaban las páginas de L´Oeuvre Complète. Más que encontrar elementos cinematográficos utilizados de manera directa; el objetivo de esta tesis es profundizar en los mecanismos, procedimientos, sistemas de generación de ideas a lo largo del proceso de proyecto; en las maneras de percibir y experimentar los espacios, o de observar las formas. El armazón lo compone por lo tanto el análisis del modo en que Le Corbusier representa la villa en L´Oeuvre Complète, sus intenciones y la función pedagógica de este modo de representar; así como sus diferencias con respecto a lo realmente construido. Una realidad elaborada sobre un tablero; maquetando su representación, eligiendo los fragmentos, y componiendo las láminas (cercana a la de un director de cine). La justificación del objeto a estudiar se plantea en el primer capítulo: L´Oeuvre Complète (1937), la reedición en francés, alemán e inglés de la primera edición en alemán, Ihr Gesamtes Werk (1929).Se establecen las intenciones de Le Corbusier de que se convierta en un modelo de Tratado de Arquitectura Moderna, eminentemente visual. Se estudian los mecanismos formales y geométricos de composición del libro, y el modo en el que L´Oeuvre Complète debe ser leída. El desarrollo de los siguientes capítulos (del 2 al 9) recoge el método principal de investigación de esta tesis, basado en una lectura longitudinal, crítica y sistemática, a partir de la observación atenta de la representación de la villa Stein-de Monzie en Garches, en las páginas nº 140 a 149 de L´Oeuvre Complète. Se efectúa mediante un desarrollo lineal y secuenciado, como si de un guión cinematográfico se tratara. Cada capítulo describe y analiza cada uno de los diferentes fragmentos, permitiendo al mismo tiempo enlazar temas de interés que ayudan a comprender aspectos de la villa de Garches, de su concepción en la intensa labor de proyecto (con numerosas variantes y propuestas), e incluso de su aparición en el cine. Además, la tesis arroja luz sobre unos documentos bastante desconocidos: las láminas de la colección del Museo Cooper-Hewitt de nueva York, para la villa de Garches. El análisis de la presentación de la villa de Garches en L´Oeuvre Complète, constata que para Le Corbusier, el fragmento, per se, ha de ser perfecto, produciendo la máxima emoción. Como un prestidigitador, Le Corbusier los manipula, o le niega información al espectador mediante el uso de la elipsis en el relato. Los textos concatenan las imágenes, soportan el hilo de la narración. Los bocetos quieren siempre seducir al espectador: son dibujos que rezuman vitalidad, con una técnica muy cercana a la ligne claire del cómic. Las plantas son un laboratorio para demostrar su jerarquía y su libertad de composición; eliminando elementos, distorsionando la valoración de líneas y apareciendo algún elemento no ejecutado. Los alzados, esquemáticos y abstractos, demuestran el control de la geometría para garantizar la emoción. Las fotografías son controladas en su fase de captura (elección del punto de vista, cuidada puesta en escena de los objetos, composición con la luz, uso de las sombras para la aparición del fuera de campo); pero también en la fase de postproducción y edición, donde son cortadas, alisadas superficies, borrando o dibujando elementos sobre ellas. El montaje compone asimismo una representación dinámica, fragmentada y múltiple de la villa. Como sucede en el cine, los fragmentos sólo encuentran su razón de ser una vez son re-creados y montados en la cabeza del espectador. La falta de raccord es un mecanismo buscado por Le Corbusier, trasladando a la representación una de las primordiales características de la villa de Garches: su permanente dualidad simultánea. Todos estos mecanismos son desplegados por Le Corbusier, para ofrecer una versión idealizada de la villa, que recoja todas las virtudes de los distintos proyectos e incorpore el factor tiempo. ABSTRACT This doctoral thesis tries to investigate how much the cinema affected Le Corbusier and Pierre Jeanneret´s thoughts, at the moment of undertaking the publication and layout of the pages dedicated to the villa Stein-de Monzie in Garches, in the book “Le Corbusier et Pierre Jeanneret. Oeuvre Complète 1910-1929”. Which cinematographic mechanisms they brought into play, when they were mounting those pages. Instead of finding cinematographic elements, used directly; the aim of this thesis is to go deeply into the mechanisms, methods, systems of generation of ideas along the project process; into the ways of seeing and feeling the spaces, or of watching the forms. The body is composed therefore by the analysis of the way in which Le Corbusier represents the villa in L'Oeuvre Complète, his intentions and the pedagogic function of that way of representation; as well as its differences with the real built villa. One reality elaborated on a board; laying out its representation, choosing the fragments, and composing the sheets (near to the work of a director of cinema). The justification of the object to studying appears in the first chapter: L'Oeuvre Complète (1937), the reissue in French, German and English of the first edition in German, Ihr Gesamtes Werk (1929). This chapter shows the intentions of Le Corbusier of turning the book into a model of modern architecture, highly visual. The formal and geometric mechanisms of composition of the book are studied, and the way in which L'Oeuvre Complète must be read. The development of the following chapters (from 2 to 9) gathers the principal method of investigation of this thesis, based on a longitudinal, critical and systematic reading; from the watching of the representation of the villa Stein-de Monzie in Garches, in the pages nr. 140 to 149 of L'Oeuvre Complète. It is carried out by a linear and sequenced development, as a cinematographic script. Every chapter describes and analyzes each of the different fragments, allowing at the same time to connect interesting issues that help to understand aspects of the villa in Garches, of its conception in the intense project process (with numerous variants and designs), and even of its appearance in films. Also, the thesis throws light on some unknown documents: the sheets of the collection of the Museum Cooper-Hewitt in New York, for the villa in Garches. The analysis of the presentation of the villa in Garches in L'Oeuvre Complète, proves that for Le Corbusier, the fragment, itself, has to be perfect, getting the maximum emotion. As a prestidigitator, Le Corbusier manipulates them, or denies information to the spectator by means of the use of the ellipsis in the story. The texts concatenate the images, support the thread of the story. The sketches always attempt to seduce the spectator: they are drawings that leak vitality, with lines very near to the ligne claire of the cómic. The plans are a laboratory to demonstrate their hierarchy and their freedom of composition; deleting elements, distorting the thickness of lines and showing some not executed elements. The elevations, schematic and abstract, shows the control of the geometry to guarantee the emotion in architecture. The pictures are controlled in their instant of capture (choice of the point of view, elegant mise-en-scène of the objects, composition with light, use of the shadows for the appearance of out of vision); but also in the postproduction and edition time, when surfaces are cut, smoothing, erasing or drawing elements in them. The montage composes in the same way a dynamic, fragmented and multiple representation of the villa. As in the films, the fragments only find their raison d'être once they have been re-created and mounted into the mind of the viewer. The continuity error is a mechanism allowed by Le Corbusier, transfering to the representation in the book one of the basic characteristics of the villa in Garches: its constant simultaneous duality. All these methods are displayed by Le Corbusier, to offer an idealized version of the villa, which gathers all the virtues of the different projects, and incorporates the time factor.