Estructura de hormigón armado de un edificio multifuncional
Sobre el proyecto
Se está levantando en Brno un nuevo edificio multifuncional cuya estructura es de hormigón armado. El edificio dominará el distrito de Kralovo Pole de la ciudad y combinará espacio comercial en la planta baja con un hotel en las plantas superiores. El edificio también incluirá un gran aparcamiento subterráneo.
La estructura portante está diseñada íntegramente en hormigón armado. En las plantas inferiores y en los garajes subterráneos se utilizará un sistema vertical de pilares. Desde el punto de vista estructural, los forjados están apoyados en puntos.
Toda la estructura del edificio se apoya en pilotes perforados de gran longitud en combinación con una potente losa de cimentación. Esta última está diseñada para transferir los efectos causados por la interacción de la losa con el terreno y la interacción con los pilotes. Esto ha creado las denominadas 'regiones de discontinuidad' en la estructura, que son las partes más críticas de esta construcción de hormigón.
Como el edificio está rodeado de otros edificios, la excavación de las cimentaciones se diseñó con mucho cuidado.
Retos de ingeniería
Aunque el edificio parece relativamente sencillo desde el exterior, hubo innumerables retos técnicos que resolver.
Especialmente difícil fue la transferencia de cargas desde las plantas sobre rasante a las plantas subterráneas, debido a las grandes diferencias en la planta con distintos sistemas estructurales y a los requisitos funcionales de cada espacio (sótano: rampa y carriles; plantas sobre los garajes: comercial). Por este motivo, algunas partes de la estructura están sometidas a tensiones realmente elevadas.
Como solución, los ingenieros diseñaron vigas de gran canto que recorren dos plantas en los puntos donde el sistema estructural de muros cambia de muro a pilar.
Soluciones y resultados
STATIKON utilizó IDEA StatiCa para diseñar y realizar la verificación normativa del contacto entre los muros perimetrales en la parte subterránea del edificio, las losas de cimentación y los pilotes. No fue posible colocar los pilotes de forma centrada bajo los muros. La razón fue la necesidad de mantener la distancia prescrita respecto al pie de la excavación de la cimentación.
En casos similares, es posible diseñar un nervio distribuidor macizo alrededor del perímetro de la losa de cimentación, pero esto provocará un aumento de los costes de material (hormigón y armadura, excavación, profundización de la estructura de cimentación).
Otra opción para resolver la situación es utilizar el análisis detallado en IDEA StatiCa. Con su ayuda, es posible examinar el detalle del contacto de la cabeza del pilote con la losa de cimentación bajo el muro perimetral. De este modo, los ingenieros comprobaron que no era necesario un nervio perimetral. Las únicas excepciones fueron las dos zonas más solicitadas, que no podían resolverse sin una cabeza distribuidora local.
Gracias a este enfoque, los ingenieros de STATIKON Solutions s.r.o. lograron un diseño fiable y preciso que también garantizó el uso más económico del material manteniendo una estabilidad suficiente.
Otro problema que IDEA StatiCa ayudó a resolver fue el punto en el que el pilar termina en la losa de cimentación en el espacio entre los dos pilotes. Esta situación se produce cuando la capacidad portante de un solo pilote ya no es suficiente y se requiere un 'conjunto' de pilotes.
En este caso, se trata de dos pilotes con una distancia axial mutua igual a dos diámetros de un pilote. Esto nos lleva de nuevo a la región de discontinuidades, donde las fuerzas del pilar se transfieren a los pilotes a través de una diagonal comprimida con fuerzas de tracción.
Otro reto que los ingenieros resolvieron con la ayuda de IDEA StatiCa fueron las mencionadas vigas de gran canto y algunos pilares esbeltos que están cargados de forma muy excéntrica debido a su gran tamaño.
En el caso de pilares cargados excéntricamente, los ingenieros no tuvieron que adoptar un enfoque conservador y consideraron simplificadamente la fuerza vertical a la distancia excéntrica del eje del pilar como un momento flector. Pudieron abordar la situación en términos de distribución de tensiones de compresión y fuerzas de tracción hacia las partes inferiores de la estructura.
Si hubieran optado por un enfoque conservador en el diseño y la evaluación de un pilar cargado excéntricamente, no habría sido posible obtener un diseño en absoluto. El diseño, con la ayuda de IDEA StatiCa, condujo a la cantidad óptima de armadura necesaria y su distribución.
Aplicando IDEA StatiCa Detail, algunos retos se superaron de forma más rápida y con menos esfuerzo de lo que habría sido posible mediante procedimientos convencionales.
Czech Republic
Sobre STATIKON Solutions s.r.o.
STATIKON Solutions s.r.o., con sede en Praga, lleva activa en el mercado desde 2010. La empresa se ocupa de la elaboración de evaluaciones estructurales desde estudios y proyectos para procedimientos de ordenación territorial, pasando por la documentación para licencias de obras o notificaciones de obras hasta la documentación de ejecución.
La empresa colabora con los mejores arquitectos, reconocidas oficinas de proyectos, promotores y empresas constructoras.
Ha aportado su know-how a más de doscientos proyectos importantes.
STATIKON Solutions s.r.o. ha ganado el IDEA StatiCa Excellence Awards 2021 en la categoría de Edificios de gran escala con este proyecto de edificio multifuncional.
Escuche al ingeniero Tomas Krivka explicar los principales retos del proyecto
Galería del edificio multifuncional en Brno
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