Sobre el proyecto
Una viga de gran canto recorre el eje “2” a lo largo de las cinco plantas del edificio, (sótano, planta baja, plantas primera y segunda, y cubierta. En el nivel del sótano salva una luz de 11,1 metros sin apoyo intermedio, mientras que cada planta superior contiene huecos de puerta más pequeños, intencionadamente desplazados en planta. Para resistir las mayores acciones, la viga del sótano tiene 25 cm de espesor, que se reduce a 20 cm sobre rasante. Los muros del sótano emplean hormigón C30/37; los niveles superiores utilizan C25/30, con armadura B500 y mallas Q385 en ambas caras. Alrededor de los huecos, una armadura de confinamiento de 4×Ø20 barras corrugadas redirigió las fuerzas de forma segura. Al no existir dintel entre el gran hueco del sótano y la puerta de la planta baja (solo una losa salva esa distancia), la geometría exigía un modelo realista de hormigón armado en lugar de la teoría simplificada de vigas.
Retos de ingeniería
Esta viga no era un caso de manual de comportamiento de pórtico, sino una verdadera región de discontinuidad, con tensiones definidas por la geometría y no por el equilibrio. La combinación de un largo hueco en el sótano y de puertas escalonadas en las plantas superiores alteró el flujo natural de las fuerzas y generó concentraciones locales de tensión alrededor de los huecos. La ausencia de un dintel convencional entre el hueco del sótano y el de la planta baja complicó aún más el camino de cargas, ya que parte de la carga se transmitía directamente a través de la losa.
En una región D como esta, el análisis lineal por elementos finitos nos habría llevado a añadir pilares. El análisis CSFM demostró que podíamos salvar los 11,1 metros con armadura localizada y mantener un techo plano en el garaje.
Ante Uglešić dipl.ing.građ
Ingeniero estructural – Superstructure d.o.o.
Croacia
Aplicar la teoría de vigas o un cálculo lineal elástico por elementos finitos habría falseado estas condiciones, al suponer que las secciones planas permanecen planas y que el hormigón no se fisura. Tales simplificaciones conllevan el riesgo de obtener resultados del lado de la inseguridad, al pasar por alto las aberturas de fisura y las concentraciones locales de deformación, o bien un detallado excesivamente conservador con pilares o vigas de gran canto innecesarios. Se necesitaba un planteamiento capaz de representar la fisuración y el ablandamiento a compresión, la rigidización a tracción, los efectos de fluencia y el deslizamiento por adherencia entre el acero y el hormigón.
En la práctica, un programa de elementos finitos no lineal de propósito general podría resolverlo, pero construir un modelo así para una única región de discontinuidad requeriría mucho tiempo y no sería paramétrico. Para el cálculo cotidiano, esta carga de trabajo rara vez es viable, razón por la cual resultaba esencial una herramienta integrada basada en el Método del Campo de Tensiones Compatible.
Soluciones y resultados
Los ingenieros utilizaron IDEA StatiCa Detail y el flujo de trabajo de muros 2D para crear un modelo de lámina en tensión plana del hormigón, con barras 1D vinculadas mediante restricciones MPC. El análisis no lineal con incrementos de Newton-Raphson llevó el modelo a límites significativos, comprobando las deformaciones del hormigón, las deformaciones de la armadura y el deslizamiento en la interfaz acero-hormigón. Todos los resultados se verificaron según la norma EN 1992-1-1, lo que permitió incorporar directamente los resultados al cálculo estático.
Con las verificaciones normativas de EN 1992-1-1 integradas y los informes generados automáticamente, pudimos incorporar los resultados directamente al paquete de cálculo sin tener que rehacer nada.
Ante Uglešić dipl.ing.građ
Ingeniero estructural – Superstructure d.o.o.
Croacia
Optimización topológica resultó decisiva. Al ejecutar iteraciones con volúmenes efectivos del 20 % y del 40 %, la herramienta reveló trayectorias claras de fuerzas y de armadura. Esto confirmó dónde era esencial la armadura inclinada (alrededor del hueco del sótano y de las puertas escalonadas) y dónde el acero adicional no aportaría ningún valor. El equipo añadió tres grupos de barras inclinadas 4Ø20, logrando seguridad sin pilares pesados ni vigas de canto descolgadas.
Topology Optimization nos dio una visión inmediata del flujo de fuerzas. Mostró exactamente dónde trabajaban las barras inclinadas 4Ø20 y dónde habría sido un desperdicio añadir acero adicional.
Ante Uglešić dipl.ing.građ
Ingeniero estructural – Superstructure d.o.o.
Croacia
El resultado aportó beneficios tanto estructurales como arquitectónicos: un intradós plano sobre el hueco del sótano, una mejor distribución del aparcamiento y del tráfico, y ninguna necesidad de una excavación más profunda, un factor clave al estar el sótano por debajo del nivel del mar. Dado que la fisuración y el estado límite de servicio se demostraron de forma realista, el promotor aprobó la solución optimizada. Los informes automáticos y los despieces de armadura agilizaron la documentación y redujeron el esfuerzo de coordinación.
Sobre Superstructure d.o.o.
Superstructure d.o.o. es una consultoría técnica y de ingeniería estructural con sede en Zadar, Croacia, fundada y dirigida por Ante Uglešić. Establecida en 2023, la empresa presta servicios de proyecto y de supervisión de obra en proyectos locales y regionales, ofreciendo a sus clientes agilidad y experiencia personalizada.
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