Sobre el proyecto
Compuesta por cuatro torres unidas por tres puentes de celosía de acero fabricado, la estructura presentaba una geometría compleja. Utilizando IDEA StatiCa, Dallas Lee, ingeniero principal en Robert Bird Group, y su equipo obtuvieron la flexibilidad precisa necesaria para modelar los nodos de celosía tridimensionales con exactitud, seguridad y eficiencia.
El Queen's Wharf Skydeck está construido en acero y comprende tres vanos de 25 m, 30 m y 35 m, que conectan las torres del desarrollo (denominadas IT1, IT2, IT3 e IT4). Dos vanos (entre IT1 e IT2, y entre IT3 e IT4) están diseñados con juntas de movimiento permanentes para permitir el movimiento independiente de las torres conectadas. El vano IT1-2 presentó un desafío singular: conecta el lateral de la torre IT1 desde una plataforma fija que se proyecta hasta 12 m desde la línea de fachada de la torre, lo que requirió una junta de articulación sofisticada.
Los vanos del Skydeck se ensamblan y revisten a nivel del podio, y luego se deslizan horizontalmente hasta su posición mediante un sistema de raíles, antes de ser elevados verticalmente mediante gatos de torón.
Dada la naturaleza del proyecto, la intersección de los nodos donde las celosías se unen resultó compleja. Dallas Lee y su equipo no habían encontrado antes ningún software que cubriera ese tipo de uniones sin modelarlas desde cero en su programa de análisis por elementos finitos, lo cual resultaba inaceptablemente lento.
Retos de ingeniería
El proyecto cuenta con cuatro torres y un puente aéreo entre las torres IT2 e IT3. La razón principal para utilizar IDEA StatiCa fue diseñar los complejos nodos de celosía del Skydeck entre las torres IT1 e IT2, y entre IT3 e IT4.
Dado el nivel de complejidad en torno a estos nodos, modelarlos con software de elementos finitos tradicional habría llevado demasiado tiempo. Comprobaron que IDEA StatiCa era ideal para modelar este tipo de uniones de forma rápida.
Otro aspecto singular del proyecto es que las torres IT1 e IT2 tienen respuestas sísmicas muy diferentes, por lo que se mueven de forma distinta. Esto significa que, si se hubieran bloqueado las plataformas entre las torres, se habrían generado grandes fuerzas internas.
Para solucionar esto, se empleó una junta de movimiento articulada que permite que las plataformas pivoten en ese punto. Para lograr este pivote, se utilizó un apoyo situado sobre una ménsula de acero interior. Esto dio lugar a la necesidad de diseñar uniones de acero fabricado a medida de gran complejidad.
Durante el proyecto, el perfil de la plataforma requirió especial atención. Anteriormente, tenía forma de casco de barco en perfil. Al introducir un quiebro tanto en la superficie superior como en el intradós, fue necesario disponer de uniones de acero muy complejas, donde la viga secundaria quiebra a través de la línea de celosía principal.
Dallas y su equipo también tuvieron que resolver otras uniones muy creativas debido a las estrictas decisiones arquitectónicas del proyecto. IDEA StatiCa les permitió superar todos estos obstáculos y ganar confianza en su capacidad para ejecutar todos los diseños de uniones con precisión, independientemente de su complejidad.
Soluciones y resultados
La principal conclusión del proyecto para Dallas y su equipo fue la confianza que él y su equipo sintieron en sus diseños. En lugar de utilizar un modelo de elementos finitos convencional, esta confianza se debió en gran medida a las verificaciones realizadas con IDEA StatiCa.
También pudieron desarrollar un flujo de trabajo en el que podían extraer la geometría de los elementos y las fuerzas en los mismos de su modelo de análisis por elementos finitos. Configuraron un script de Python para extraer los datos de Strand7 al formato de archivo SAF, ya que Strand7 no dispone de enlace BIM. Esto permitió importar el modelo a IDEA StatiCa a través de Checkbot, lo que supuso una gran ventaja para el equipo, ya que podían transferir datos sin pérdidas utilizando la API bien documentada de IDEA StatiCa.
Anteriormente, Dallas y su equipo tenían que adoptar un enfoque de diseño más conservador, evaluando todo manualmente, aplicando modelos documentados y adaptándolos para una unión personalizada. O bien, si querían detallar algo de gran complejidad, creaban modelos de análisis por elementos finitos completamente personalizados desde cero.
Utilizar este flujo de trabajo, en el que se incorporaban las geometrías de los elementos y todas las diferentes combinaciones y casos de carga, les ahorró mucho tiempo. Esto les ayudó a confiar en sus diseños y a llevarlos un poco más lejos.
Sobre Robert Bird Group
Robert Bird Group es una empresa global de ingeniería consultora con más de 700 empleados distribuidos en once oficinas. Miembro del Grupo Surbana Jurong, está comprometida con hacer realidad la visión de cada cliente mediante la búsqueda incesante de la excelencia en ingeniería en todos sus proyectos. Ofrece servicios en cinco disciplinas, apoyándose en su experiencia internacional: ingeniería estructural, ingeniería civil, ingeniería de construcción, ingeniería geotécnica (Reino Unido y Oriente Medio), diseño virtual y construcción.
La empresa ganó la categoría de Voto Popular en los IDEA StatiCa Excellence Awards 2023.
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