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ESTRUCTURA DE LA TORRE AGBAR DE BARCELONA
José Ramón Solé Marzo Arquitecto superior socio de Brufau, Obiol, Moya & Ass., S.L. Profesor de estructuras de edificación de la Universidad Politécnica de Cataluña
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2
ASPECTOS GENERALES
· Agentes intervinientes: · Promotora:
Layetana Inmuebles, S.L.
· Constructora: Rodio (Cimentación) - Dragados · Management: ARGOS Management · Arquitectos:
Atelier Jean Nouvel (París) – B720 Arquitectura (Barcelona)
· Aparejador:
Josep Gilabert
· Estructura:
Brufau, Obiol, Moya & Ass.,S.L.
· Instalaciones: GEPRO, S.L.
· Proyecto:
2000 – 2001
· Construcción:
2001 – 2005
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2
ASPECTOS GENERALES
· Altura:
141.50m, 35 plantas sobre rasante
· Profundidad:
20.00m, 5 plantas bajo rasante
· Planta aproximadamente elíptica de ejes: 39.40m - 35.42m · Disposición aleatoria de las aberturas (ventanas) · Doble piel de acabado: · Piel interior metálica y coloreada · Piel exterior a base de lamas de vidrio · Final en forma de cúpula que nace en la cota +110.0m · Dos problemas resistentes bien diferenciados: · Formación de la estructura de sótanos · Formación de la torre propiamente dicha
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3
LA ESTRUCTURA DE LOS SÓTANOS
· Forma aproximadamente triangular · Superficie aproximada: 3.600 m2 · Profundidad típica:
17.00m, 4 plantas bajo rasante
· Profundidad máxima: 20.00m, 5 plantas bajo rasante · Planta aproximadamente elíptica de ejes: 39.40m - 35.42m · Ocupación del 100% de la parcela · Estructura, típicamente convencional: losas y pilares de hormigón armado · Luz característica: 7.50m
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3
LA ESTRUCTURA DE LOS SÓTANOS
3.1
Excavación y estructuras de contención
· Caracterización geológica del subsuelo: Tipos
- Potencias
· Rellenos antrópicos
- 3.50m
· Arcillas
- 13.00m
· Arenas
· Nivel Freático a una profundidad de 8.50m · Abatimiento durante la ejecución · Sifonamiento del fondo de la trinchera · Equilibrio de la solución definitiva
· Dos situaciones de contención diferentes
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3
LA ESTRUCTURA DE LOS SÓTANOS
· Pantalla tipo 1: · Altura
- 17.70m
· 4 niveles de anclaje · Clava de 6.00m
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LA ESTRUCTURA DE LOS SÓTANOS
· Pantalla tipo 1: · Altura
- 4.50m
· 0 niveles de anclaje · Clava de 6.00m
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3
LA ESTRUCTURA DE LOS SÓTANOS
· Características del abatimiento: · Pozos de obra: · Perforación con pantalladora · Camisa de acero · Últimos 2.00m drenantes · Hasta 300 l/s
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3
LA ESTRUCTURA DE LOS SÓTANOS
3.2
Cimentación
· Condiciones del diseño: · Posición del nivel freático · Luz característica · Condiciones mecánicas del terreno · Inexistencia de plantas sobre rasante
· Solución: · Losa de subpresión de 80cm anclada al terreno · Bataches de anclaje trabajando a rozamiento negativo · Capa drenante conectada a un sistema de surgencia
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LA ESTRUCTURA DE LOS SÓTANOS
· Características fundamentales del hormigón:
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LA ESTRUCTURA DE LOS SÓTANOS
3.3
Forjados y pilares
· Condiciones del diseño: · Luz característica de 7.50m · Estabilidad al fuego de 120 minutos · Geometría irregular · Inexistencia una sola retícula
· Solución: · Losas de hormigón armado de 30 a 40cm de espesor · En situaciones excepcionales: · Vigas de canto · Vigas pared · Pilares de hormigón armado
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3
LA ESTRUCTURA DE LOS SÓTANOS
3.4
El auditorio
· Condiciones del diseño: · Es el suelo de la futura plaza · Ausencia de pilares en el espacio de audiencia y escenario: · Luces del orden de 24,00m · Coincide con la disposición de un montículo a nivel de paisajismo · Adaptación a la rede pilares existente
· Solución: · Losa de hormigón armada aligerada de doble curvatura: · Espesor: 10 + 60 + 10cm40cm de espesor · Apoyos sobre vigas de canto y vigas pared
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LA ESTRUCTURA DE LOS SÓTANOS
· Análisis: · Elástico lineal elementos finitos laminares – programa GID (CIMNE-UPC)
· Ejecución: · Complejo proceso de cimbrado – costillas o cuadernas de referencia · Complejo proceso de ferrallado y hormigonado – dos etapas
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LA ESTRUCTURA DE LOS SÓTANOS
· Características fundamentales del hormigón:
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LA ESTRUCTURA DE LA TORRE
· Forma aproximadamente elíptica de ejes 39.50 x 35.50m · Altura máxima: 141.50m, 35 niveles sobre rasante
· Condicionantes del diseño: · Núcleo interior de comunicación vertical: · Ovoide de 16m de diámetro · Inexistencia de pilares en el interior · Cierre en cúpula a partir de la cota +110.0m · Las 5 últimas plantas no pueden tocar el perímetro
· Solución: · Los cilindros se constituyen en paredes de carga · Forjados ligeros sin pilares
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LA ESTRUCTURA DE LA TORRE
4.1
Cimentación
· Condicionantes de diseño: · Cargas de 200 a 450 t/m · Capacidades portantes del sustrato
· Solución: · Muro clavado en el terreno: · Profundidades de 14 a 25m · Espesores de 65 a 80cm
· Ejecución: · Por bataches con pantalladora
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LA ESTRUCTURA DE LOS SÓTANOS
· Características fundamentales del hormigón:
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4
LA ESTRUCTURA DE LA TORRE
4.2
Muro exterior
· Condicionantes de diseño: · Pérdida de la verticalidad a partir de la cota +76.5m. · Aleatoriedad en la disposición de aberturas sobre una retícula de 92.5x92.5cm: · Imposibilidad de contemplar un descenso vertical de las cargas. · Mayor número de ventanas hacia la zona norte y hacia arriba · Acción de viento más desfavorable que la del sismo
· Solución: · Muro de carga de hormigón armado de espesor variable: 30-40-50cm
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LA ESTRUCTURA DE LA TORRE
· Análisis: · Elástico lineal mediante elementos finitos laminares – Programa GID (UPC)
· Deformación sensiblemente asimétrica bajo cargas gravitatorias
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LA ESTRUCTURA DE LA TORRE
· Propuesta de ejecución: · Armado a base de jaulas de armadura de 92.5cm de ancho. · Hormigonado en dos tongadas por planta.
· Ejecución real · Armado a base de jaulas de unos 10m de ancho · Hormigonado en una tongada por planta. · Reparación posterior de los defectos de hormigonado con morteros especiales.
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LA ESTRUCTURA DE LA TORRE
· Problema de los encuentros en esquina: hasta 140t de carga oblicua: · Resolución del encuentro en acero · Transmisión hormigón-acero, acero-hormigón: · Armaduras · Perfiles · Conectores tipo “Nelson”
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LA ESTRUCTURA DE LA TORRE
· Encofrado autotrepante · Muro más avanzado que los forjados · Problema de estabilización de la grúa principal: · Significativo a nivel local · Despreciable a nivel general
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LA ESTRUCTURA DE LA TORRE
4.3
El núcleo
· Condicionantes de diseño: · Altura máxima: 132.00m · Ovoide de 16.50m x 15.90m · Muy compartimentado
· Solución · Muros de carga de hormigón armado. · Espesores entre 30 y 45cm.
· Análisis · Elástico lineal mediante elementos finitos laminares · Ejecución · Encofrado autotrepante
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路 Caracter铆sticas fundamentales del hormig贸n:
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4.4
Los forjados
· Condicionantes de diseño: · Mínimo peso posible · Rapidez de ejecución · No utilización de cimbras o apuntalamientos · Plantas sin pilares · Luces variables, de 3 a 14m · Aparente trabajo radial · Distribución de la red de instalaciones
· Solución: · Forjado de chapa colaborante, de 1mm de espesor, sobre vigas de acero. Canto H = 60 + 50mm. · Formación de vigas mixtas en las luces intermedias, mediante conectores “Nelson” · Alguna de las vigas deben ser alveoladas
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· 3 Plantas técnicas – 1 cada 35 metros. Aprox · 1 Cafetería debajo de cada planta técnica: · Los techos de las cafeterías no pueden alcanzar los muros · Plantas colgadas
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· 3 Plantas técnicas – 1 cada 35 metros. Aprox · 1 Cafetería debajo de cada planta técnica: · Los techos de las cafeterías no pueden alcanzar los muros · Plantas colgadas · Sobrecargas de 1000kg/cm2 · Importantes efectos de punzonamiento · Solución a base de forjado de chapa colaborante: · Canto H = 6 + 5 + 5cm
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路 Caracter铆sticas fundamentales del hormig贸n:
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路 Caracter铆sticas fundamentales del acero:
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4.5
Las plantas de dirección
· Ocupan los 6 últimos niveles de la torre
· Condicionantes de diseño: · Los forjados no pueden tocar el borde · Voladizos de 10m · Espesor máximo de forjado de 50cm
· Solución: · Losa de hormigón post-tesado. · Canto variable; entre 30 y 50cm. · Formación de celosías provisionales para sustentación de los forjados
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路 Caracter铆sticas fundamentales del hormig贸n:
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4.6
La cúpula
· Condicionantes de diseño: · Máxima transparencia · Velocidad del viento 160km/h · Máxima rigidez. (Cristal) · Solución: · Cúpula nervada a base de perfiles de acero · 26 meridianos y 19 paralelos · Meridianos cajón de UPN-300 + IPE-330 · Paralelos cajón de UPN-260 · Trazados poligonales · Análisis: · Calculo matricial de barras en segundo orden – P·? – Programa ROBOT
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路 Caracter铆sticas fundamentales del acero:
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