Sobre el proyecto
En Brno se está levantando un nuevo edificio multifuncional cuya estructura es de hormigón armado. El edificio dominará el distrito de Kralovo Pole de la ciudad y combinará espacios comerciales 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 producidos por la interacción de la losa con el terreno y la interacción con los pilotes. Esto ha generado las denominadas 'regiones de discontinuidad' en la estructura, que son las partes más críticas de esta construcción de hormigón.
Dado que el edificio está rodeado de otras construcciones, la excavación de las cimentaciones se diseñó con especial cuidado.
IDEA StatiCa nos ayudó a 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 mantener la distancia prescrita respecto al pie de la excavación de la cimentación.
Tomas Krivka
Ingeniero Estructural
Retos de ingeniería
Aunque el edificio parece relativamente sencillo desde el exterior, hubo innumerables retos técnicos que resolver.
Especialmente compleja fue la transferencia de cargas desde las plantas sobre rasante hasta 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: uso comercial). Por este motivo, algunas partes de la estructura están sometidas a tensiones muy elevadas.
Como solución, los ingenieros diseñaron vigas de gran canto que discurren a lo largo de 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 de la parte subterránea del edificio, las losas de cimentación y los pilotes. No fue posible situar los pilotes centrados 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 en el perímetro de la losa de cimentación, pero esto conlleva 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 dos pilotes. Esta situación se produce cuando la capacidad portante de un único pilote ya no es suficiente y se requiere un 'grupo' 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 fue el de las mencionadas vigas de gran canto y algunos pilares esbeltos que están cargados de forma muy excéntrica debido a sus grandes dimensiones.
En el caso de pilares cargados excéntricamente, los ingenieros no tuvieron que adoptar un enfoque conservador y no consideraron simplificadamente la fuerza vertical a la distancia excéntrica del eje del pilar como un momento flector. Pudieron abordar la situación en términos de la 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 viable en absoluto. El diseño, con la ayuda de IDEA StatiCa, condujo a la cantidad óptima de armadura necesaria y a su distribución.
Mediante la aplicación de IDEA StatiCa Detail, algunos retos se superaron con mayor rapidez y con menos esfuerzo del que habría sido posible mediante procedimientos convencionales.
Al diseñar una estructura, siempre buscamos un diseño fiable y preciso. Al mismo tiempo, también analizamos los aspectos económicos del diseño propuesto para ahorrar al promotor la mayor cantidad de dinero posible. Gracias a IDEA StatiCa, pudimos evaluar la cabeza del pilote con gran precisión y diseñar el espesor de la losa de cimentación en consecuencia.
Tomas Krivka
Ingeniero estructural
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 dedica a la elaboración de informes estructurales desde estudios y proyectos para procedimientos de ordenación territorial, pasando por la documentación para licencias de obras o comunicaciones de obras, hasta la documentación de ejecución.
La empresa colabora con destacados arquitectos, reconocidas oficinas de proyectos, promotores y empresas constructoras.
Ha aportado su know-how a más de doscientos proyectos de gran envergadura.
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
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