Burgers' Zoo Mangrove, Arnhem, Países Bajos
Datos del proyecto
Ubicación - Antoon van Hooffplein 1, Arnhem
Encargo - Koninklijke Burgers' Zoo, Arnhem
Arquitectura - Koninklijke Burgers' Zoo / Sijven Eindhoven, Arnhem
Diseño estructural - ABT, Velp
Diseño estructural de detalle - Staalbouwkundig Adviesburo Van Odenhoven
Ejecución - P&H Adviseurs Construction & Real Estate (gestión y supervisión de la construcción), Veldhoven
Construcción en acero - Moeskops Steel Construction, Bergeijk
Descripción general del proyecto
En todo el mundo, grandes extensiones de manglar están desapareciendo, aunque tienen una función esencial para la naturaleza. Burgers' Zoo quiere concienciar a los visitantes y ha construido el manglar cubierto más grande del mundo en Arnhem. El manglar está inspirado en los bosques de manglar del país centroamericano de Belice. Al entrar en Burgers' Mangrove, el recorrido comienza cruzando un puente de acero sobre la cuenca de los manatíes (100 m3). Luego la ruta continúa por una plataforma a través del bosque de manglar. Pocas especies de plantas pueden sobrevivir en este clima extremadamente salino, donde se dan diferentes condiciones con el flujo y el reflujo. Más adelante, se crea un contacto visual directo con las vacas marinas del Caribe gracias a una ventana curva de acrílico de 12 m de longitud y 1,8 m de altura. Burgers' Mangrove está cubierto por una construcción de cúpula de acero de 60 m. La cuenca de los manatíes del Caribe está llena con 1 millón de litros de agua.
Descripción de la construcción en acero y/o uso del acero
El diseño es un proceso integral en el que se ponderan las decisiones. Para la sala del manglar, la mayor consideración durante el diseño fue una cuidadosa elección entre la mayor superficie posible para la presentación de la ecoexposición dentro de una forma óptima del edificio y, por otro lado, el mayor volumen posible, controlando los costes de construcción mediante la menor superficie posible de fachada/cubierta. Además, la construcción debía realizarse por el exterior, al igual que con Burgers' Bush y Burgers' Desert. La construcción de cubierta en forma de arco elegida se adapta bien a los requisitos mencionados. La construcción es más alta en el centro, lo que hace que la experiencia de la ecoexposición sea óptima y permite el crecimiento de los árboles. En las partes inferiores de la cúpula, queda suficiente altura para utilizar el espacio de forma funcional y la superficie de la fachada vertical se mantiene al mínimo.
La estructura de la cúpula está diseñada en acero, lo cual es notable en sí mismo, ya que muchas de estas estructuras se diseñan en madera. Se eligió el acero porque esta ecoexposición requiere mucha luz natural. Una construcción de madera reduciría considerablemente la incidencia de la luz debido a sus grandes dimensiones de perfil, generando muchas sombras.
El acero resulta ser mucho más adecuado para las elevadas fuerzas de tracción requeridas en el anillo inferior.
La cúpula está salvada en una dirección por tubos de acero con un diámetro de 323 mm y un espesor de pared de 8 mm. Los tubos no son paralelos entre sí debido a la doble curvatura de la cúpula, pero en general están separados unos 4 metros. El vano mayor consta de cinco piezas prefabricadas con una longitud media de 13 metros; los vanos menores constan de menos piezas. Las partes se acoplan con uniones de brida con diez tornillos cada una. Un detalle importante es que las bridas en el núcleo tienen los llamados orificios de dezincificación para evitar el deterioro del acero galvanizado en caliente. Esto se debe a que toda la construcción está expuesta a condiciones exteriores, ya que el sellado real de la cubierta cuelga por debajo.
Entre los tubos principales hay conexiones de arriostramiento diagonal, compuestas por tubos con un diámetro de 193 mm y un espesor de pared de 8 mm. Los arriostramientos se conectan a los tubos principales mediante juntas de horquilla. Las placas de estas conexiones están prefabricadas en los tubos principales y de arriostramiento. Esto requirió dimensiones y trabajo precisos, ya que cada junta de horquilla está en un ángulo diferente debido a la doble curvatura de la cúpula. Durante el montaje de los tubos principales y los arriostramientos, el conjunto fue apoyado temporalmente por tres estructuras auxiliares. Esto fue necesario porque la cúpula solo adquiere su resistencia cuando la construcción de la cúpula está realmente cerrada. La cúpula se construye paso a paso. Una vez cerrada la cúpula, se retiró la estructura auxiliar.
El anillo inferior absorbe todas las fuerzas de la cúpula. Está compuesto por los mismos tubos que las vigas principales: tubos con un diámetro de 323 mm y un espesor de pared de 8 mm. Esta viga también está formada por piezas prefabricadas, que se conectan con bridas soldadas de 40 mm de espesor, para mayor seguridad. Los tubos principales de la cúpula se bridan al anillo inferior. A este se sueldan piezas cortas de tubo con una placa de botella en la cabeza. Para estas piezas de acoplamiento también se requirieron dimensiones y precisión ajustadas, ya que la posición de estas conexiones era diferente para cada tubo principal debido a la curvatura de la cúpula.
El anillo inferior se apoya por sí mismo en columnas de acero, perfiles HEA 240, que, como ya se ha indicado, están espaciadas entre 4,50 y 5,00 m. Las columnas tienen diferentes longitudes debido al cambio de nivel del terreno. En algunos puntos se ha aplicado un arriostramiento de viento entre las columnas. Todas las columnas están arriostradas durante el montaje y durante el montaje de la construcción de la cúpula, la viga de tracción es cada dos columnas.
Ingenio constructivo especial / detalles
En el borde de la cúpula, la estructura de red se une en un anillo. Este anillo está soportado por columnas pendulares y se ha aplicado un arriostramiento diagonal entre las columnas.
El anillo inferior de segmentación tiene una dimensión Ø 323,9 x 8 S355J2H, las condiciones exigidas por el cliente fueron las siguientes:
- La unión debe resistir la fuerza normal Nc,Rd = 2818 kN
- La construcción galvanizada en caliente necesita 'sumideros' ≥ 30% de la sección transversal
- No se permite acero conectado sin soldar, ni siquiera internamente (soldaduras en ángulo en ambos lados o soldadura a tope)
- En el exterior de la construcción no se permite la acumulación de suciedad, hojas, etc.
- Las conexiones para el montaje solo con tornillos (sin soldadura en obra)
La solución final de las uniones fue calculada mediante IDEA StatiCa Connection.
Para el diseño del arriostramiento diagonal, el reto era el siguiente:
- este tipo de estructura es muy sensible a las tolerancias de fabricación
- los orificios para la galvanización debilitan la sección transversal crítica
- 1 labio solo soldable por 1 lado
Mediante el uso de IDEA StatiCa Connection se pudieron resolver todos estos problemas con placas perfectamente soldadas y sin orificios para la galvanización.
Conclusión
En palabras del equipo de ingeniería: "Diseñar en Idea StatiCa Connection es como usar los ladrillos "LEGO" para el Detallista o el ingeniero estructural."
Créditos fotográficos: ABT B.V.
ABT
Netherlands