Estructura de hormigón armado de un edificio multifuncional en Brno
Sobre el proyecto
En Brno se está levantando un nuevo edificio multifuncional cuya estructura es de hormigón armado. El edificio dominará el barrio de Kralovo Pole de la ciudad y combinará espacios comerciales en la planta baja con un hotel en las plantas superiores. El edificio incluirá también 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 de pilares verticales. Desde el punto de vista estructural, los forjados están apoyados puntualmente.
Toda la estructura del edificio se apoya en largos pilotes perforados en combinación con una resistente losa de cimentación. Esta última está diseñada para transferir los efectos causados por la interacción de la losa con el subsuelo y la interacción con los pilotes. Esto ha creado las llamadas 'discontinuity regions' en la estructura, que son las partes más arriesgadas de esta construcción de hormigón.
Como el edificio está rodeado de otros edificios, la excavación de los cimientos se diseñó con mucho cuidado.
Retos para la ingeniería
Aunque el edificio parece relativamente sencillo desde fuera, había innumerables retos técnicos que resolver.
Especialmente difícil fue la transferencia de cargas de las plantas sobre rasante a las subterráneas, debido a las grandes diferencias de planta con distintos sistemas estructurales y a los requisitos de la función 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 pared altas que atraviesan dos plantas en los puntos donde el sistema estructural de pared cambia de muro a columna.
Soluciones y resultados
STATIKON utilizó IDEA StatiCa para diseñar y comprobar el contacto entre los muros perimetrales de la parte subterránea del edificio, las losas de cimentación y los pilotes. No era posible colocar los pilotes en el centro de los muros. El motivo fue la necesidad de mantener la distancia prescrita desde la zapata de la excavación de los cimientos.
En casos similares, es posible diseñar una nervadura de separación masiva 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 la zapata).
Otra opción para resolver la situación es utilizar el análisis detallado de 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 necesaria una nervadura perimetral. Las únicas excepciones eran las dos zonas más sometidas a esfuerzos, a las que no se podía llegar sin una cabeza de esparcidor local.
Gracias a este planteamiento, los ingenieros de STATIKON Solutions s.r.o. consiguieron un diseño fiable y preciso que garantizaba también el uso más económico del material, manteniendo al mismo tiempo 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 único 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 de la columna 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 fue el de las vigas de muros altos y algunos pilares altos antes mencionados que están cargados muy excéntricamente debido a su sobredimensionamiento.
En el caso de los pilares cargados excéntricamente, los ingenieros no tuvieron que adoptar un enfoque conservador y consideraron la fuerza vertical a la distancia excéntrica del eje del pilar de forma simplista como un momento flector. Podrían haber abordado la situación desde el punto de vista de la distribución de los esfuerzos de compresión y tracción a las partes de la estructura situadas aguas abajo.
Si hubieran optado por seguir una vía conservadora en el diseño y la evaluación de un pilar con carga excéntrica, no habría sido posible realizar ningún diseño. El diseño, con la ayuda de IDEA StatiCa, permitió determinar la cantidad óptima de armadura necesaria y su distribución.
Mediante la aplicación de IDEA StatiCa Detail, algunos retos se superaron más rápidamente y con menos esfuerzo de lo que habría sido posible con los procedimientos convencionales.
About 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 preparación de evaluaciones estructurales, desde estudios y proyectos para procedimientos de zonificación, pasando por documentación para permisos de construcción o notificaciones de construcción, hasta documentación de ejecución.
La empresa colabora con los mejores arquitectos, oficinas de diseño de renombre, promotores y empresas constructoras.
Ha aportado sus conocimientos técnicos a más de doscientos grandes proyectos.
STATIKON Solutions s.r.o. ha ganó el IDEA StatiCa Excellence Awards 2021 en la categoría de Grandes Edificios con este proyecto de edificio multifuncional.
