09 estructura by Antonio Bonilla

09 ESTRUCTURA DISEÑO DE LA ESTRUCTURA ESTRUCTURA GENERAL DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL GENERAL El sistema estructural se realizará mediante estructura metálica y forjado de chapa colaborante. A veces será totalmente independiente y otras, en cambio, se apoyará a los muros de carga de fábrica de ladrillo preexistente. A continuación se exponen los esquemas generales y dibujos de las distintas soluciones empleadas:

P22

P21

P26

LA CAJA

P20

P24

P19

6,85 P25

P23

P10

P29

muro4

P29

P18

P31

P30

8,20

P31

P18

P28

P10

P30

P12

P4 P11

P28

3,9

P13

muro3

P32

4,40

P14

P15

P16

P17

σBASE ZAPATA ≥ fd fábrica de ladrillo

Materialidad La materialidad que recubre la pieza, exterior e interiormente, es la de la doble piel de la fachada, una lámina perforada y permeable que se sujeta a la estructura metálica a través de una subestructura, tal y como muestra la sección constructiva. Su textura ligera y esbelta se contrapone con la masividad del conjunto del ediﬁcio [1,3].

P27

2,4

1,40

4,2

3,90

P33

muro2

P34

muro1

P35

Permeabilidad Excepto en el estudio de grabación, la caja es totalmente permeable, con una serie de capas -desde la piel exterior hasta la piel interior- que ocupa 60cm, con lo que reduce las posibilidades de paso de la lluvia -igualmente contabilizadas en la evacuación de pluviales- pero mantiene las condiciones de patio exterior.

26,00

Planta Tipo escala: 1/600

Planta Baja escala: 1/600

CUMPLE La carga acumulada sobre la base de la zapata es menor que la resistencia de la fábrica

Pilar

P14

Nº pilar

Viga

Muro preexistente

Tipo de solución

Dirección de forjado

la viga atraviesa el muro para formar la galería

Esquema estructural Forjado +13,70m

2 Ventana desde escalera promenade

B. EL RECRECIDO DEL MURO - ZAPATA RESISTE LAS NUEVAS CARGAS · Dado el estudio geotécnico obtenido, mostrado en el panel de Cimentación, consideramos la cimentación en las arcillas, cuya tensión admisible es de 150KN/m · Calcularemos entonces el peso que recibe el terreno y lo compararemos con esta tensión admisible.

[1] Sáenz de Oiza La Cabaña vertical. Proyecto inacabado en Oropesa, 1967

3 Ventana desde terraza de P2 4 Ventana del estudio de grabación 5 Acceso al estudio de grabación

σterreno= Q/1,50·1 ≤ 1,5Kp/cm2 σterreno=135,85/1,50= 90,50KN/m2=150KN/m2

[2] Heinrich Tessenow Festspielhaus , casa de danza. Hellerau , 1911

ELECCIÓN DE FORJADO El forjado de chapa colaborante cubrirá una luz máxima en torno a los 4m, siendo en la mayor parte de las veces de 3,50m. No obstante, si queremos evitar apuntalar, podríamos dividir estas luces con IPEs 120. Armadura de negativos: Ø6 c/21cm, según la casa comercial.

CATÁLOGO DE ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS Y CARACTERÍSTICAS

P3 P11

CÁLCULO DE LA PIEZA CENTRAL

Negativos: con B500S. Se colocarán cada 21 cm, no siendo necesario hacerlo en extremos. Longitud: 0,3Luz

ACCIONES CONSIDERADAS permanentes Cargas muertas. Peso propio de forjado: 3,9 kN Tabiquería: 1kN Falsos techos + solerías: 0,6 kN

VIGAS

IPE300

IPE400

IPE400BOYD

IPE600

variables SUso vivienda (A1): SUso Administrativo (B): SUso Zonas de aglomeración (C3): SUso Zonas comunes (C1):

PILARES

HE240B

HE260B

P10

HE300B

Forjado +18,50m

2kN 2kN 5kN 3kN

Viento: Por el punto 2 del Apdo 3.3.4 del DB SE-AE: “en edificios con cubierta plana la acción del viento sobre la misma, generalmente de succión, opera habitualmente del lado de la seguridad, y se puede despreciar” Aplicaremos: 0,53KN/m2/ presión

NIVEL +26,00m HE200B

PARTE A DESARROLLAR La parte a desarrollar será la parte central de la intervención, formada por 3 piezas -A, B y C-. En ella se ubican algunas habitaciones, zonas comunes, el estudio de grabación y el Box Principal público donde se realizan conciertos y exposiciones.

Espesor de la chapa 1,2mm, Intereje 210 mm, Ancho panel 840mm, Lím elástico 320MPa, Peso 0,14 KN/m 2, Sec útil 16,14 cm 2 /m, Momento de inercia 90.10cm4 , Módulo resistente 27.81cm 3 /m, Control Normal. Canto forjado: 20 cm Peso propio del forjado: 3,9 kN

IPE270

ENCUENTRO VIGA-MURO PREEXISTENTE escala 1.200

FORJADO. CHAPA COLABORANTE. INCOPERFIL 70.4

IPE240

IPE220

escala 1.100

[3] Sáenz de Oiza CAAM. Las Palmas, 1989

Forjado +26,00m

CUMPLE. La carga total sobre el terreno es menor que la tensión admisible del mismo.

IPE180

[4] Oteiza

407KN/m2 < 2333KN/m2

IPE120

Miradas Desde fuera, La caja se percibirá como un elemeto aparentemente sólido, masivo y opaco. Se leerá previsiblemente un espacio interior de escalas convencionales [2] . Una vez dentro, además de crear un cambio de escala interior que no esperas, como en la Casa de danza de Tessenow, descubres que el espacio no es tan opaco como parecía [4]. Que existen ventanas que unen esta caja con otros lugares del ediﬁcio como la biblioteca o la escalera promenade. De esta forma, el que se creía espectador resulta ser también espectáculo. Está siendo también observado.

P26 P24

P27

P11

UN TEATRO

La caja es el espacio que preside el corral de vecinos, como relectura contemporánea de aquella pieza de viviendas que también lo dividía y caracterizaba anteriormente. Se trata de un espacio que no es ni interior ni exterior, no está ni dentro ni fuera. Es un patio dentro de otro. Como el negativo de aquellos patios de luz que alumbran los interiores de las casas andaluzas.

47,70

P19

A. EL MURO PREEXISTENTE RESISTE LAS NUEVAS CARGAS · Los forjados preexistentes serán sustituidos por otros de chapa colaborante cuyo peso es 3,90KN/m · La carga acumulada en la base del muro de ladrillo macizo de junta delgada -5 plantas de muro y forjados- será: 135,85KN/m. · Por último: la carga acumulada sobre la base de la zapata es menor que la resistencia de la fábrica:

P25

3,80

P22

B2 P23

P21 P20

RESUMEN DE HIPÓTESIS PREVIAS Actualmente es imposible acceder al edificio y comprobar el estado de sus elementos, excepto de los forjados -en derrumbe-, de los que se han conseguido algunas fotografías incluidas en la parte UNO de la Memoria. Por ello se decide establecer una serie de hipótesis previas antes de iniciar el cálculo:

UNIONES DE PILARES

7,60

6,70

DECISIONES DE PROYECTO DETERMINANTES EN LA ESTRUCTURA Al proyectar “La ciudad de los patios” se han tomado algunas decisiones relevantes estructuralmente: 1. Mantener las fachadas preexistentes, arriostradas mediante volúmenes salientes de la segunda fachada, tanto de la que da a la Plaza de la Encarnación como la que da a Calle Regina. 2. Mantener el muro medianera en su totalidad. 3. TIPOLOGÍA. Mantener los cuatro muros de carga marcados en los esquemas. Dos relacionados con la vivienda tapón y otros dos que enmarcan el corral de vecinos. Al hacerse una relectura de la antigua pastilla vertical de viviendas que segmentaba el patio, la nueva pieza romperá el muro norte y lo dividirá. De igual forma, también quedarán divididos los demás muros para crear el gran acceso al edificio, a través del cual pueda intuirse esta tipología desde la Plaza de la Encarnación. Esto se resolverá mediante 3 pórticos.

DETALLES CONSTRUCTIVOS

9,90

ESTRUCTURA DECISIONES DE PROYECTO E HIPÓTESIS PREVIAS

UNIONES VIGAS

UNIONES VIGAS EMBROCHAMIENTO ENTRE VIGAS DE DISTINTO CANTO UNIONES VIGAS

Forjado +13,70m *Los demás planos de forjado se encuentran en el ANEXO ESTRUCTURA de la Memoria.

NIVEL +18,50m USTED ESTÁ AQUÍ

EMBROCHAMIENTOS DE DISTINTO EMBROCHAMIENTO ENTRE ENTRE VIGAS VIGAS DE DISTINTO CANTO CANTO

NIVEL +13,70m

8,20

IPE 600

Estadístico Estadístico

El acero a emplear en las armaduras deberá estar certificado.

SIT. ACCIDENTAL 1.15

Ø16c/21 L(120)

EJECUCIÓN

Normal

COEFICIENTES PARCIALES DE SEGURIDAD PARA ESTADOS LÍMITES ÚLTIMOS

TIPO DE ACCIÓN

Situación permanente o transitoria Ef. fav Ef. desfav

Variable

Situación accidental Ef. fav

1.5

Ef. desfav

1.35

Permanente

P11

IPE 240 S 275 JR

LÍMITE ELÁSTICO, Fy

275 N/mm²

TENSIÓN DE ROTURA, Fu

470 N/mm²

RESISTENCIA DE CÁLCULO, Fyd

262 N/mm²

RESISTENCIA DE CÁLCULO, Fud

376 N/mm²

MÓDULO DE ELASTICIDAD, E

210000 N/mm²

UNIÓN ENTRE ELEMENTOS ART 8.5

COEFICIENTES PARCIALES DE SEGURIDAD ART 2.3.3 FENÓMENOS DE INESTABILIDAD 1.05 RESISTENCIA ÚLTIMA DE SECCIÓN 1.25

F +26,00

IPE 240

ACERO ART 4.2 CLASE Y DESIGNACIÓN

HE 240B F +18,50 HE 240B

HE 200B

F +13,70 HE 260B

HE 240B

HE 200B*

HE 260B

HE 300B*

IPE 270

3,13

P10

ESTRUCTURA METÁLICA- DB SE ACERO PERFILES Y CHAPAS

Ø16c/21 L(70)

Ø16c/21 L(140)

2,4

Forjado +5,80m

CUADRO DE PILARES

Ø16c/21 L(120)

UPN 300 IPE 400

IPE 270 MURO PREEXISTENTE E:0,45m

IPE 600

Fu = 420 N/mm²

TORNILLOS ORDINARIOS Y CALIBRADOS

A - 4t

TORNILLOS DE ALTA RESISTENCIA

A - 10t

PERNOS

B 500 S

CONECTORES

MT - 76

PIEZA C *se incorporan las cargas por la escalera ly la pública concurrencia

LA CIUDAD DE LOS PATIOS Antonio Bonilla

PFC Tribunal 14.05

ETSA Sept ‘16

PIEZA A

Ø16c/21 L(70)

SOPORTES DE IGUAL O MENOS SECCIÓN QUE LA VIGA

F +5,80

SOLDADURAS

Ø16c/21 L(140)

5.25

CONTROL

HA 25/B/25/IIa HA 25/B/15/I

SIT. PERSISTENTE 1.15

IPE 400

IPE 180

TIPO DE ACERO

Cimentación Estructura

IPE 240

IPE 270

IPE 300

ELEMENTO ESTRUCTURAL

PIEZA B

IPE 270

ACERO

PIEZA A

IPE 270

IPE 240

PIEZA C

3,77

NIVEL +0,00m

3,00

SIT. ACCIDENTAL 1.50

Ø16c/21 L(190)

50 30

Ø16c/21 L(180)

HM 20/B/25/I

50 30

Ø16c/21 L(90)

HORMIGÓN EN MASA

70 30

IPE 240

Estadístico Estadístico

IPE 240

HA 25/B/25/IIa HA 25/B/15/I

1.35

3,77

Cimentación Estructura

RECUB LATERAL SUPERIOR INFERIOR

9,90

CONTROL

IPE 240

SIT. PERSISTENTE TIPO DE HORMIGÓN

NIVEL DE CONTROL DE LA EJECUCIÓN

MURO MEDIANERA

NIVEL +5,80m HORMIGÓN ARMADO

Ø16c/21 L(90)

ELEMENTO ESTRUCTURAL

9,60

IPE 180

4,00

PIEZA B