PFC - MEMORIA DE ESTRUCTURAS DEL CENTRO CONECTA

C A M P U S

3. MEMORIA DE ESTRUCTURAS 3.1. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA EXISTENTE 3.2. FUNCIONAMIENTO DE LA ESTRUCTURA EXISTENTE 3.3. EL DERRUMBE DE LA FÁBRICA NOVA 3.4. PESOS PROPIOS Y SOBRECARGAS 3.5. INTERVENCIÓN ESTRUCTURAL DEL CENTRO CONECTA, CÁLCULO

C O N E C TA

17

7,5

5,6

250 PILAR PLANTA BAJA Y PRIMERA 1:10 A = 153cm2 I = 22576 cm4 i = 12,2 cm W = 168 cm2

10

4,4

120

90

150

6,3

La estructura de planta sótano, como ya se ha mencionado, es de muros perimetrales de hormigón en masa de 80cm, ya que por el año en el que se construyó el edificio, la estandarización de los armados no era algo común.

Por ello, si los elementos de hormigón de la estructura disponen de alguna clase de armadura, esta sería rudimentaria y para el planteamiento de la estructura en el proyecto ha sido obviada.

Junto a los muros perimetrales, unos enanos de hormigón de grandes dimensiones sujetan la pesada estructura superior. Estos parecen sobredimensionados a simple vista. Observándolos de manera analítica, se puede entender su función real. Estos sirven para reducir la luz entre pilares, ya que estos se encuentran a 8,9m y el forjado de planta baja se trata únicamente de una losa de 22cm de espesor.

Ese espesor de losa y las grandes luces entre pilares no son compatibles, por ello son utilizados los enanos de hormigón. Estos, con sus brazos laterales, reducen la luz entre pilares. De los muros laterales emergen de igual manera unos brazos de hormigón con la misma función.

PRONTUARIO DE LA ESTRUCTURA DE HIERRO FUNDIDO

200

La estructura vertical conviene ser planteada de abajo hacia arriba, por lo que es necesario comenzar disgregando la cimentación del edificio.

La cimentación se presupone igual al resto de edificios desde las fechas en las que se construyó hacia el pasado, simplemente una introducción en el terreno de los muros de carga a una reducida profundidad.

Los muros de sótano perimetrales de hormigón en masa se introducen en el terreno sin aumentar su espesor en forma de zapata corrida y los diferentes enanos de hormigón que sujetan los pilares en la planta sótano o bien son introducidos igualmente en el terreno o bien llegan a la cota de la solera.

8,5

3.1.1. ESTRUCTURA VERTICAL DE LA FÁBRICA NOVA

Sobre los enanos de hormigón nacen una serie de tres pilares que forman un pórtico, la separación entre pilares de 8,90m y entre pórticos de 3,60m. La materialidad de la estructura metálica de la Fábrica Nova es de hierro de fundición gris, un material muy típico en la arquitectura industrial del siglo XIX y XX. Una peculiaridad de este material es la dificultar que supone una soldadura, por lo que las uniones de elementos de este material dentro de la Fábrica Nova son realizadas mediante empresillado.

El empresillado se trata de un sistema que hace uso de pletinas del mismo material que actúan de intersección entre dos materiales. Una vez colocadas, unas presillas (tornillos colocados a presión) atraviesan los dos elementos a unir y la pletina central, generando una unión firme y sin soldadura.

Los pilares de la Fábrica Nova se encuentran conformados por pletinas empresilladas, ya que en esa época no existía la estandarización de perfiles o era muy rudimentaria. Estos tienen forma de perfil en H, sólo que el alma se encuentra dividida en dos pletinas separadas, lo que aumenta el canto de esta y hace el perfil más resistente.

Las medidas de los pilares son de 6m de alto por 270x250mm en su base, su sección se muestra a continuación:

330

A continuación, se plantea un desglose de la estructura existente de la Fábrica Nova, tanto la estructura vertical como la horizontal.

Debido a los grandes ventanales de los que dispone la fachada de la Fábrica Nova, el muro de esta podría ser planteado como una serie de pilastras de mampostería que descansan sobre un zócalo igualmente de mampostería. Debido a este último elemento que redistribuye las cargas puntuales de las pilastras, la bajada de cargas es parecida en cuanto a funcionamiento, tanto en caso de ser planteada la estructura como un muro continuo o como una serie de pilastras. Para este proyecto se ha planteado como un muro continuo.

11,5

A nivel estructural, la Fábrica Nova se trata de un edificio que a priori parece estar sobredimensionado, ya que el conjunto de estructura vertical y horizontal tiene unas dimensiones muy por encima en relación a las cargas permamentes y las sobrecargas. Originalmente, estaba planteada para albergar una gran cantidad de telares mecánicos, cada uno de ellos pesaba aproximadamente 2T y ocupaba 8m². Con ello suponían una sobrecarga sobre el forjado de aproximadamente 2,50kN/m², sumado a una sobrecarga de uso de 3kN/m² equivaldría a una carga total de 5,50kN/m².

Esto denota que en el proyecto, la sobrecarga de cualquier tipo de entreplanta sería inviable de ser sujetada por la estructura, ya que únicamente con las sobrecargas de uso administrativo de las dos entreplantas se llegaría a los 6kN/m² de sobrecarga mayorada.

270

3.1. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA EXISTENTE

Sobre la planta sótano, en planta primera surgen, en los laterales, muros de mampostería de 65cm sobre los muros perimetrales. A simple vista pueden parecer muros de ladrillo, pero observando las zonas en las que el ladrillo se ha desprendido, puede apreciarse que este es un acabado y realmente el alma del muro es de mampostería mediante piedras irregulares. Estas son regularizadas en el zócalo en planta baja, sin llegar a ser sillería.

70

18

J av i e r b a r r i e n t o s a r r o y o

12

6,4

10

250 VIGA 1º ORDEN 1:10 A = 62,6 cm2 I = 11770 cm4 i = 13,7 cm W = 713 cm2

VIGA 2º ORDEN Correa forjado 1:10 A = 28,5 cm2 I = 1940 cm4 i = 8,26 cm W = 194 cm2

CORREA CUBIERTA 1:10 A = 13,2 cm2 I = 318 cm4 i = 4,9 cm W = 53 cm2

CORDONES CERCHA 1:10 A = 60,6 cm2 I = 737 cm4 i = 4,60 cm W = 67,7 cm2

Figura 29: Pilar de la Fábrica Nova.

En planta segunda, los tres pilares son reducidos a un único pilar en el centro, lo que ha aportado suficiente diafandad para poder situar el auditorio del museo. Este pilar es situado para sujetar las cerchas que sujetan la cubierta, estas son dos y triangulares, por lo que son sujetadas en los laterales y la intersección entre ambas. Su composición y naturaleza será explicada en el apartado de estructura horizontal.

Figura 28: Enanos de hormigón del sótano.

Resulta relevante mencionar que, a pesar de suponer un elemento de unión, el sistema de empresillado puede aumentar la capacidad portante de la sección de un pilar o viga.

En el caso de los pilares, son los perfiles en L los que han servido de apoyo para colocar las presillas y así unir las diferentes pletinas. La colocación de cuatro perfiles en L en la posición en la que están situados aumentan en gran medida la capacidad portante y las prestaciones del pilar.

3.1.2. ESTRUCTURA HORIZONTAL DE LA FÁBRICA NOVA Nuevamente, la manera de plantear la estructura horizontal, como ser ha realizado en la estructura vertical, es describirla desde abajo hacia arriba del edificio.

La solera es el elemento más sencillo de la estructura, ya que únicamente se trata de una capa de hormigón de, lo que se presupone, unos 15cm de espesor. No se espera de ella ninguna clase de armadura más allá de un mallazo de reparto o unos armados rudimentarios realizando su función.

Sobre la planta sótano se encuentra el forjado de planta baja, este es sencillo de igual manera. Como se ha mencionado en el apartado en el que se han descrito los enanos de hormigón, el espesor de esta es muy reducido en relación a la luz entre pilares. Con una losa bien armada se podría lograr cubrir esa luz, es la implementación de los brazos de los enanos de hormigón lo que muestra que la armadura es muy reducida.

Según fotografías de la zona derruida se puede percibir que la losa sí que se encuentra armada, parece estar rellena de ciertos redondos primitivos colocados de manera ciertamente irregular, actuando como algo de armado pero sin demasiado efecto (Figura 30).

El siguiente forjado, el de planta primera, es el elemento más resaltable de toda la estructura de la fábrica. Esto es debido al acabado de volta catalana que le aporta una espacialidad modulada a la planta baja.

El forjado se encuentra formado por una serie de vigas principales transversales a la nave separadas 3,60m.

Estas vigas son igualmente de hierro de fundición gris y se encuentran conformadas por perfiles empresillados.

En este caso, las alas superior e inferior son compuestas por dos perfiles en L y el alma por pletinas cruzadas en forma de X para aligerar la viga.

La altura de las vigas principales es de 330mm (medidas mediante fotogrametría). Estas se encuentran arriostradas mediante correas del mismo material y sistema de unión, las dimensiones de estas son las de un perfil IPE200 y se encuentran separadas 2,97m, ya que entre cada apoyo en pilar hay un total de dos correas.

C A M P U S

C O N E C TA

19

Otro elemento de la estructura horizontal, y el último de ellos, se trata de las cerchas que sujetan la cubierta a dos aguas doble de la Fábrica Nova. Esta tiene cierta complejidad, ya que al encontrarse compuesta por perfiles de hierro de fundición gris empresillados, las uniones de cada una de las barras distan de estar estandarizadas.

Por ello, cada pletina de empresillado es diferente en cada una de las uniones de las cerchas.

Ambas cerchas están compuestas por perfiles en L dobles empresillados, y la unión entre ambas cerchas se encuentra compuesta por una pletina compuesta central a la que van empresilladas ambas.

Las cerchas están compuestas por un total de siete montantes cada una y seis diagonales, siendo los cordones superior e inferior de perfiles en doble L empresillados completos. El cordón superior además se encuentra inclinada 27º para darle inclinación a la cubierta de dos aguas.

Las cerchas se encuentran arriostradas por correas en forma de IPE120 de hierro de fundición gris situadas sobre los montantes de la cercha.

En la cumbre de cada cercha, la correa se encuentra apoyada en una de las pendientes, por lo que se presupone que en algún momento han habido dos correas, una en cada lado, para sujetar la subestructura de la cubierta.

Otro elemento a resaltar se trata de la estructura de los laterales de la fábrica, donde se encuantran los cuatro torreones de las esquinas. Estos, tanto en planta sótano como en baja disponen de una estructura igual al resto de la fábrica. Es en la planta primera donde comienza a cambiar, ya que mientras en la cubierta de la primera planta se sucede la estructura de cerchas en la nave central. En los laterales esta es sustituida por unos forjados de bovedilla catalana de cañón en este caso, estas apoyan sobre viguetas que a su vez apoyan sobre vigas de igual composición que las vigas principales del cuarpo central de la nave.

Aprovechando la retícula conformada por las vigas principales y las correas, apoyan sobre el ala inferior de cada viga una serie de bóvedas de tipología de bovedilla catalana de crucería. Estas están compuestas por una triple capa de rasillas cerámicas y sujetan la capa de compresión situada sobre el forjado de espesor variable.

La capa de compresión tiene un espesor que completa el forjado en un canto de 550mm desde la cara inferior de las vigas hasta el acabado de la capa de compresión (medido mediante fotogrametría). La capa de compresión seguramente no disponga de armado más allá de un mallazo o de armados rudimentarios sin regularizar, como en el forjado de losa.

Figura 32: Cerchas de la cubierta.

Figura 33: Bovedilla catalana de cañón.

250

Figura 30: Armados de la losa (en rojo).

Figura 31: Bovedillas catalanas en retícula.

PILAR PLANTA BAJA Y PRIMERA 1:10 A = 153cm2 I = 22576 cm4 i = 12,2 cm W = 168 cm2

150

10

4,4

120

6,3 200

5,6

330

7,5

70

90

270

11,5

8,5

PRONTUARIO DE LA ESTRUCTURA DE HIERRO FUNDIDO

6,4

70

50

7

12

4 10

10

10

250 VIGA 1º ORDEN 1:10 A = 62,6 cm2 I = 11770 cm4 i = 13,7 cm W = 713 cm2

VIGA 2º ORDEN Correa forjado 1:10 A = 28,5 cm2 I = 1940 cm4 i = 8,26 cm W = 194 cm2

Figura 34: Prontuario de vigas de la Fábrica Nova.

CORREA CUBIERTA 1:10 A = 13,2 cm2 I = 318 cm4 i = 4,9 cm W = 53 cm2

CORDONES CERCHA 1:10 A = 60,6 cm2 I = 737 cm4 i = 4,60 cm W = 67,7 cm2

MONTANTES CERCHA 1:10 A = 16,26 cm2 I = 36,9 cm4 i = 2,13 cm W = 8,41 cm2

DIAGONALES CERCHA 1:10 A = 7,78 cm2 I = 8,97 cm4 i = 1,52 cm W = 2,46 cm2

20

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3.2. FUNCIONAMIENTO DE LA ESTRUCTURA EXISTENTE 3.2.1. CAMINO DE CARGAS VERTICAL

El camino de cargas vertical que plantea la Fábrica Nova comienza por las cerchas, redirigiendo la carga de la cubierta y sobrecarga de esta al pilar central y muros de mampostería de los laterales. Tras dividirse la carga en esos tres puntos, esta se suma a la aportada por el forjado de bovedilla catalana, dividiendo la carga de este en cuatro puntos, los muros laterales y los tres pilares del pórtico en esta planta.

Con ello, los muros de los laterales reciben la carga que recibían ya en la planta primera sumada a la carga del área tributaria del forjado de planta baja. El pilar central en la planta baja recibe la carga que recibía anteriormente más la carga del nuevo forjado en su área tributaria.

Al llegar al sótano, los puntos de apoyo son los mismos, por lo que el camino de cargas continúa. Únicamente los enanos de hormigón reciben la carga de la losa que sujetan en su cúspide (donde se conecta con el pilar que reciben) y en los brazos que se conectan con este a mitad de su altura. Finalmente, en la cimentación la carga de los muros y enanos de hormigón es recibida y contrarrestada por el terreno.

3.2.2. CAMINO DE CARGAS HORIZONTAL

La principal carga horizontal a la que se enfrenta la Fábrica Nova se trata de la carga de viento, ya que es una zona con escasa actividad sísmica que puede ser contrarrestada por el edificio (todos los forjados disponen de capa de compresión).

La carga de viento no es transmitida a la estructura interior gracias a la rigidez de los muros, son estos los que absorben la carga de viento. En el sentido del viento suroeste-noreste (fachada corta) la carga de viento es recogida eficientemente, ya que unos largos muros recogen la carga que recibe una fachada estrecha en relación a estos. En el sentido longitudinal es donde surge el principal problema, ya que una gran fachada que recibe el viento es contrarrestada por unos muros laterales cortos. Estos muros son más resistentes que el resto de muros de la fábrica, ya que forman el conjunto de las torres laterales (un elemento más rígido que el resto y que actúa como punto de apoyo frente a viento de la nave).

Debido a la gran separación entre estos puntos de apoyo conceptuales, hay dos contrafuertes que actúan como apoyos situados dividiendo la nave en tres partes. Son estos contrafuertes los que han servido para la apertura de dos avenidas dentro del Centro Conecta. Con estos elementos, la fábrica dispone de cuatro puntos de apoyo frente al viento en lugar de dos en los laterales, por lo que es reducida la carga resultante en toda la estructura.

Con esto es posible establecer dos hipótesis posibles acerca del derrumbe: PRIMERA HIPÓTESIS: El derrumbe ocurrió poco tiempo después de la demolición del resto de la fábrica. Originalmente, en la fachada noroeste (en la que sucedió el derrumbe) había una ampliación de la nave, cuya estructura se encontraba anclada al muro de carga de la nave. Es posible que al demoler esta ampliación, la estructura quedara dañada y con ello pudiera haberse derruido parte de esa fachada.

SEGUNDA HIPÓTESIS: El derrumbe ocurrió con los trabajos de excavación de la parcela. Para el proyecto del centro comercial comenzaron unos trabajos de excavación que es posible que redujeran el empuje horizontal que aportaba el terreno sobre la cimentación y contención del edificio, eso pudo llevar al derrumbe.

De las dos hipótesis es probable que la que produjo el derrumbe fue la primera, ya que en caso de recibir menor empuje del terreno por la fachada contraria al derrumbe. La fábrica actuaría como una viga biapoyada. En ese caso, la zona del derrumbe quedaría comprimida y la contraria traccionada, y al estar compuestos los muros por ladrillo, sería más probable que este derrumbe hubiera ocurrido en la fachada contraria.

Por ello, la hipótesis final se trata de que el derrumbe se produjo por la demolición. Posteriormente se recalzó la cimentación del edificio en su perímetro para poder realizar la excavación, ya que es la cara que da al socavón la que se encuentra micropilotada, para evitar el movimiento que induzca a grandes esfuerzos de tracción en ese muro.

Actualmente, el derrumbe supone un gran hueco en la fábrica y se encuentra arriostrado por un apeo metálico en forma de celosía situado donde se encontraba anteriormente el muro.

Hay perfiles que arriostran en el otro sentido en el perímetro interior del hueco y ciertas vigas en el interior de la fábrica que sujetan el primer pórtico de pilares con el muro perimetral de los lados cortos.

a ad De

for

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Fa

ch

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om

pri

mi

da

Por todo ello, el viento ha sido un elemento que ha sido obviado en el cálculo que cualquier elemento que se encuentre en el interior de la nave. Únicamente se ha tenido en cuenta para el arriostramiento del derrumbe, elemento en el que se hablará a continuación.

3.3. EL DERRUMBE DE LA FÁBRICA NOVA El catastrófico derrumbe ocurrido en la fábrica, elemento del que se ha hablado en numerosas ocasiones a lo largo de esta memoria, se trata de algo complicado de conocer en su origen. Esto es debido a la falta de información y de investigación pública que se ha planteado acerca del suceso.

Analizando fechas y el comportamiento de los elementos estructurales de la fábrica podemos comprobar cómo el derrumbe se produjo en algún punto entre la demolición de la fábrica (2006) y los trabajos de excavación (2008), obteniendo esta información mediante fotos aereas.

Figura 35: Funcionamiento de la nave frente al viento en caso de no disponer de los contrafuertes centrales.

Figura 36: Funcionamiento de la nave frente al viento en caso de disponer de los contrafuertes centrales.

Figura 37: Hipótesis de deformación de la fábrica debido a las excavaciones.

Figura 38: Zona derruida de la fábrica

3.4. PESOS PROPIOS Y SOBRECARGAS

Este se trata de un punto intermedio entre la descripción de lo existente y el planteamiento de lo nuevo, ya que para poder trabajar los cálculos de comprobación de resistencia de la fábrica se deben conocer ciertos datos previos. Estos datos se tratan del peso propio de los elementos de la Fábrica Nova, el peso propio de los elementos introducidos en el proyecto del Centro Conecta, la sobrecarga antigua y la sobrecarga nueva.

Antes de mostrar las diferentes tablas con las cargas, es relevante mostrar las fuentes de las que se han obtenido ciertos datos de importancia: - La resistencia característica del hierro de fundición gris ha sido obtenida a partir de un artículo publicado por la Universidad da Coruña llamado “Propiedades generales de los materiales”, en él se establece una resistencia característica de entre 9,7 y 17,2 kN/cm², se ha tomado el valor más bajo para el cálculo del proyecto.

A continuación, se mostrarán una tabla con las sobrecargas sobre el edificio (para la carga de viento sólo se ha tenido en cuenta la de presión, ya que en el eje transversal no interviene en los cálculos y en el longitudinal no dispone de la forma de nave que se requiere, por lo que actúa como un edificio de plantas):

SOBRECARGA SOBRECARGA USO ADMIN SOBRECARGA USO ESP. PUBL. SOBRECARGA USO CUBIERTA SOBRECARGA USO TERRAZA SOBRECARGA INSTALACIONES VIENTO presión VIENTO succión SOBRECARGA NIEVE CUB PLANA SOBRECARGA NIEVE CUB INCLINADA SOBRECARGA TIERRA PATIOS

SOBRECARGAS Sin mayorar (kN/m2) 2,00 5,00 1,00 0,40 0,30 0,73 -0,31 1,00 0,40 10,58

3,00 7,50 1,50 0,60 0,45 1,09 -0,47 1,50 0,60 14,29

También se ha hecho una comprobación de la sobrecarga que supondría introducir las estancias privadas en cajas autoportantes, se ha podido comprobar que la sobrecarga es mayor a la sobrecarga de los telares mecánicos:

ELEMENTO Tejas Perfiles 1 Perfiles 2 Correas Madera Lana de roca

CUBIERTA PESO ESPEC. KG/M2 2800 47,6 6920 96,86 6920 46,19 6920 47,75 700 28 150 7,5 273,89

KN/M2 0,47 0,95 0,45 0,47 0,27 0,07 2,68

Mayorada *1,35 0,63 1,28 0,61 0,63 0,37 0,10 3,62

ELEMENTO Peso rasillas peso hormigón peso mallazo peso vigas Suelo técnico

FORJADO P1 PESO ESPEC. KG/M2 1200 0,96 2400 600,00 1,87 6920 18,83 40,82 621,66

KN/M2 0,01 5,88 0,02 0,18 0,40 6,49

Mayorada *1,35 0,01 7,94 0,02 0,25 0,54 8,76

ELEMENTO peso hormigón peso mallazo Suelo técnico

FORJADO PBAJA PESO ESPEC. KG/M2 2400 552 1,867 40,82 553,867

KN/M2 Mayorada *1,35 5,4096 7,30 0,0182966 0,02 0,400 0,54 5,83 7,87

PILARES

CARGA (kN/m2)

1,85 0,735 6 8,59

Tabla 2: Sobrecarga de cajas autoportantes de dos plantas.

Se ha comprobado también si la fábrica aguantaría las mismas cajas con la sustitución de dos plantas por una, la sobrecarga es menor a la de los telares, por lo que podrán introducirse las cajas autoportantes del espacio de coworking.

PESO CAJAS DE UNA PLANTA ELEMENTO Carga forjados Carga muros Sobrecarga

C O N E C TA

CARGA (kN/m2)

Tabla 3: Sobrecarga de cajas autoportantes de una planta.

0,79 0,3675 3 4,16

21

De igual manera, también son adjuntadas una serie de tablas con los pesos propios de los diferentes elementos tanto de la Fábrica Nova como del proyecto del Centro Conecta:

Mayorada *1,50

Tabla 1: Sobrecargas del proyecto.

PESO CAJAS DE DOS PLANTAS ELEMENTO Carga forjados Carga muros Sobrecarga

C A M P U S

ELEMENTO peso acero

PESO ESPEC. 6920

KG 635,256

ELEMENTO peso acero

CERCHAS PESO ESPEC. KG 6920 2312,03705

MURO MAMPOSTERÍA ELEMENTO PESO ESPEC. KG/M MURO MAMPOSTERÍA 1800 9720 Tabla 4: Cargas permanentes del proyecto.

KN Mayorada *1,35 6,2255088 8,40

KN 22,66

Mayorada *1,35 30,59

KN/M 95,256

Mayorada *1,35 128,5956

22

Para poder realizar la comprobación de la anterior tabla, han sido calculadas una serie de características intrínsecas a los pilares de la Fábrica Nova. Estas son el área, el momento de inercia, el módulo de elasticidad, la resistencia a flexión y el radio de giro. Normalmente son datos aportados en los prontuarios, al tratarse en este caso de perfiles conformados, son elementos a calcular.

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3.5. INTERVENCIÓN ESTRUCTURAL DEL CENTRO CONECTA, CÁLCULO

La intervención estructural para transformar la Fábrica Nova en el Centro Conecta ha tratado de ser lo más delicada y respetuosa posible. Tras un planteamiento inicial del proyecto en el que se planteó una sobrecarga previa de los telares mecánicos muy por encima de la real (10kN/m²), se buscaron maneras alternativas para soportar la sobrecarga de la obra nueva dentro del edificio sin alterar la estructura existente.

Por ello, a conticuación serán desglosadas todas las intervenciones estructurales del Centro Conecta acompañadas de los cálculos pertinentes, se trata de: - Comprobación del pórtico más desfavorable.

- Galería.

- Estructuras de CLT. - Cimentaciones nuevas.

- Otros.

PILARES AREA PILAR (cm2) I perfil L (cm4) I pilar cm4 W pilar (cm2) i pilar (cm)

153 60,55 22756,1 1685,64 12,20

Tabla 6: Datos sobre los pilares de la Fábrica Nova.

Para finalizar el apartado sobre el cálculo del pórtico más desfavorable es adjuntado un plano que muestra esquemáticamente la bajada de cargas por los diferentes elementos estructurales del pórtico 36. En él se muestra la esbeltez del pilar central y la bajada de cargas alternativa que plantean las cajas de CLT.

3.5.1. COMPROBACIÓN DEL PÓRTICO MÁS DESFAVORABLE

CLT 138

CLT 223

62,6 16,34 16,34

1,29 8,76 8,76

PLANTA BAJA

Sobrecarga de uso

Sobrecarga de vegetación

3.5.2. GALERÍA

SOBRECARGA KN/m2

AXIL (kN o kN/m)

3,09 3,45 3,45

305,01 207,99 207,99

Tabla 5: Tabla de comprobación a pandeo de los pilares del pórtico 36, fyd hierro fundición gris = 9,7kN/cm².

Figura 39: Bajada de cargas en el pórtico más desfavorable, el número 36.

x4 0x4 0x4 x4 60 0x 20x6 20x6 0x60 1 1 12

12

TENSIÓN 0x4 6 0x (N/mm2)12 x4 60 26,40 14,10 14,10

0x

12

x4

60

0x

12

00

N2

UP

Al tratarse de uno de los espacios singulares del proyecto y haber servido de palanca para la conformación de este, los elementos de la galería son lo más relevantes para ser calculados y dimensionados. Los diferentes elementos dimensionados han sido las cerchas y pilares y los arriostramientos de la zona derruida.

- Las cerchas y pilares se han tratado del elemento más sencillo de calcular, un modelo de la cercha y las sobrecargas han permitido obtener los resultados.

12 0x6 60 0 - El elemento con mayor complejidad se ha tratado de120xlos arriostramientos del derrumbe, ya que han requerido L1 0 8 y sus posibles de un análisis previo de la naturaleza del derrumbe consecuencias en el edificio.

80 L1 1

UP

L1 80 80 Ambos elementos han sido modelados 6,12donde han sido introducidas las L 1 en Rhinoceros 7 y exportados a RFEM 0 0x6

12

0

60

1

80

L

75

0

L1

80

L

75

12

0x6

L 40

1

L1

0

0

x6 20

0x6

L 70

80

L9

0 N2

UP

x60

L 100

0

20

N UP

20

0

0x6

12

0

0 N2

0

E36 (pilar 12m) D36 (pilar 6m) F36 (pilar 6m)

Sobrecarga de vegetación

L9

PLANTA 1

Sobrecarga de uso

Muro HA-25 300mm

PÓRTICO 36 AREA TRIBUTARIA

Carga entreplantas

Carga entreplantas

L 100

Micro ø20

ÉLEMENTO

Sobrecarga de uso

Sobrecarga de uso

L 70

CLT 138 CLT 138

HA-25 300

Micro ø20

PLANTA

Carga entreplantas

Carga entreplantas

L 40

CLT 138 CLT 138

HA-25 300

Micro ø20

CLT 138 CLT 138

HA-25 300

(Texto extraido de CTE-DB-SE-A pag. 36) 1:20 Muro CLT 138 N = χ × A × fyd Pieza de anclaje siendo oculto A: área de la sección transversal en clases 1, 2 y 3, o área eficaz Aeff en secciones de clase 4.

CLT 223 CLT 223 fyd: resistencia de cálculo del acero, tomando fyd como f / 1,05 de acuerdo a 2.3.3. χ: coeficiente de reducción por pandeo, cuyo valor puede obtenerse en los epígrafes siguientes en función de la Junta de hormigonado esbeltez reducida y la curva de pandeo apropiada al caso.

CARGA KN/m2

Sobrecarga de nieve + uso

CLT 138

CLT 223

CLT 138

CLT 138

CLT 138

CLT 138

El primer paso a la hora de intervenir en la estructura de un edificio de estas características 1:20 (estructura portica- Muro CLT 138 da), se trata de escoger el pórtico más desfavorable y comprobar la resistencia de los elementos Forjadomás CLT 223 débiles de este.

Como parte de la intervención ha consistido en la apertura de huecos en el forjado de volta catalana y cubierta (patios y avenidas). Son estos lugares en los que se encuentran los elementos más débiles de la estructura, en particular se trata de los pilares centrales. Estos, antes de la apertura de los huecos tenían una altura de 6m Pieza de anclaje cada uno, al encontrarse empotrados abajo y apoyados arriba, la longitud de pandeo (Lp) es de 0,7 x Longitud oculto real. Con la intervención, al haber sido retirado el forjado de volta catalana, la longitud de los pilares ha sido duplicada, por lo que el pandeo aumentará en gran medida y será un punto especialmente crítico en el proyecto.

1:20 Muro CLT 138 Forjado volta Por ello, han sido comprobados el pilar central y los laterales, los puntos críticos del pórtico. Cabe resaltar que catalana las entreplantas de CLT no suponen una carga cobre la estructura de la fábrica, lo que será desarrollado más adelante.

Para comprobar la resistencia de los pilares se ha realizado la comprobación a pandeo por flexión de cada uno mediante la expresión obtenida en el código técnico que tiene en cuenta la esbeltez del elemento. En este caso no se ha tenido en cuenta el desplazamiento horiontal por viento, por loCLTque el pandeo viene Muro CLT 138 209 no hay momento y Pieza CLT 209 de anclaje oculto únicamente de la carga vertical. La expresión es desarrollada de la siguiente forma:

0

L1

8

12

0

C A M P U S

135.400

135.400

133.790

133.790

127.880

-587.46

375.24

-742.53

127.880

-742.23

-227.24

121.85

-882.77

-229.09

64.480 -1005.14

-175.37

-882.87

-176.80

64.480

-120.43

-1004.69

-120.57

-120.86

-175.69 -17.70

Z -1004.84

Y

-1005.28

-177.12 374.59 -121.01 -16.35

X

85.99

-229.57

-14.76

538.75 84.71

91.13

92.43

534.8585.99

Z

X

Z

Y

X

Figura 40. Informe de resultados de axiles en RFEM 6 de la cercha de la Galería.

Y

23

a eb pru de ón rsi Ve

a eb pru de ón rsi Ve 139.700

C O N E C TA

39.54

6.29

4.61

2.72

9.53

84.89

4.46

38.05

2.28

8.84

4.61

1.65

130.57

4.76

17.78

1.09

111.08

1.09

21.21

6.77

0.61

1.09

Z

X

Y

Figura 41. Informe de resultados de reacciones en RFEM 6 de los arriostramientos de la Galería.

CLT 138 HA-25 300

Muro HA-25 300mm

CÁLCULO DE LA CERCHA Y PILARES DE LA GALERÍA Micro ø20 Micro ø20 Micro ø20 Para obtener los resultados de los axiles de cada uno de los perfiles que conforman la cercha se ha planteado en primer lugar la carga que recae sobre esta, es un sumatorio entre la carga propia del muro cortina y la sobrecarga de nieve y uso. Esta da un total de 14,92kN/m² ya mayorada, lo que equivale a una carga de 53,73kN/m en la cercha. La carga llega a las cerchas a través de correas situadas sobre los montantes y en 4 los extremos, por lo 0x 60x4 60x4 0x4 x6 que las cargas sobre la cercha actúan a modo de cargas puntuales en estos puntos. 120 120x 120x 120x6 x4 60

0x

12

Además, los perfiles escogidos para la cercha son de igual tipología que los de las cerchas originales para de respetar la estructura original de la fábrica. Al ser estos de acero, las dimensiones de estos son menores (el acero resiste mejor que el hierro de fundición gris) y las uniones, a pesar de haber podrido ser soldadas, utilizan igualmente el sistema de empresillado empleado en la estructura de hierro de fundición gris de la Fábrica Nova.

A continuación se muestra un plano de la cercha ya dimensionada:

4 0x

6

0x

12 En el modelo planteado, los perfiles seleccionados han sido IPE genéricos, ya que si no se asigna una clase de x4 60 0x 12 perfil el programa no realizará el cálculo. A pesar de ello, en el cálculo no se ha tenido en cuenta el peso00propio N2 UP de la estructura.

80

12

0x6

L1

80

L1

L 100

12

L 40

L 40

75

0

L1

80

L

L 65

L 65

L 65

L 65

80

12

AXIL

AXIL MAYORADO

AREA (cm²)

Cordón superior 1

1004,94

1507,41

57,98

AREA UTILIZADA (mm²) 5797,73

180x180x17 (10)

117,32

180x180x17 (10)

Cordón superior 2

883,04

1324,56

50,94

5094,46

180x180x15 (10)

117,32

180x180x17 (10)

Cordón superior 3

742,35

1113,53

42,83

4282,79

150x150x15 (10)

117,32

180x180x17 (10)

Cordón superior 4

586,66

879,99

33,85

3384,58

120x120x15 (1)

117,32

Cordón inferior 1

85,99

128,99

4,96

496,10

50x50x6 (10)

17,38

1,22

201,00

2,55

Cordón inferior 2

92,43

138,65

5,33

533,25

50x50x6 (10)

17,38

1,22

226,00

3,20

Cordón inferior 3

16,35

24,53

0,94

94,33

20x20x3(10)

17,38

65x65x7(10)

Cordón inferior 4

145,63

218,45

8,40

840,17

65x65x7(10)

17,38

65x65x7(10)

Montante 1

14,33

21,50

0,83

82,67

20x20x3(10)

2,22

40x40x4(10)

PERFIL PREDIMENSIONADO

AREA REAL i PERFIL LONGITUD PERFIL (cm²) (cm) VIGA (cm)

1/X

TENSIÓN (PANDEO)

PERFILES FINALES

Figura 42: Cerchas de la Galería compuestas por perfiles de acero en doble L empresillados.

CÁLCULO DE LAS CORREAS DE LA GALERÍA Debido al derrumbe, todos los elementos que arriostraban el torreón de la escalera de la Fábrica Nova y la zona colindante fueron derruidos. A día de hoy hay un apeo 1:20puesto a posteriori que debe ser sustituido por correas.

8 9 10 7 Las correas escogidas se encuentran sobre la cercha en los puntos donde apoyarían originalmente y en la fachada de la Galería, situadas donde el apeo actual, arriostrando la estructura entre los pilares. De las correas de fachada hay cuatro en total.

6 En el modelo introducido en RFEM se han planteado los elementos de arriostramiento nuevos como reacciones, al igual que los elementos seccionados para simplificar el modelo (Muros, forjados y correas de la cubierta).

A continuación se aporta una tabla con el dimensionado de los diferentes11arriostramientos (todos a compresión), cabe recalcar que las cargas son bajas, porque el elemento de la torre de comuniciación es un elemento muy rígido empotrado en el suelo. Estas cargas llevan a unos perfiles muy reducidas, y ya que estos también sirven 10 para la colocación de las piezas de anclaje de los montantes del muro cortina, han sido sustituidos por perfiles 10 UPN 200 en fachada y tubos 200x80x3 en cubierta.

4

VIGA

AXIL

AXIL MAYORADO

AREA (cm²)

AREA UTILIZADA (mm²)

PERFIL 3 PREDIMENSIONADO

180x180x17 (10)

Fachada 1

0,61

0,92

0,04

3,52

UPN2 80

UPN200

12,61

65x65x7(10)

Fachada 2

6,77

10,16

0,39

39,06

UPN 80

UPN200

17,03

65x65x7(10)

Fachada 3

21,21

31,82

1,22

122,37

UPN 80

UPN200

Fachada 4

34,07

51,11

1,97

196,56

UPN 80

UPN200

1

PERFILES FINALES

Cubierta 1

111,08

166,62

6,41

640,85

TUBO 50x45x4

TUBO 120x60x4

Cubierta 2

17,78

26,67

1,03

102,58

TUBO 25x15x1,5

TUBO 120x60x4

Cubierta 3

4,76

7,14

0,27

27,46

TUBO 25x15x1,5

TUBO 120x60x4

Cubierta 4

1,65

2,48

0,10

9,52

TUBO 30x25x3

TUBO 120x60x4

38,05

57,08

2,20

219,52

TUBO 30x20x4

TUBO 120x60x4

Montante 2

50,70

76,05

2,93

292,50

40x40x4(10)

6,14

1,21

214,00

2,91

24,03

Montante 3

123,39

185,09

7,12

711,87

70x70x6(10)

16,25

2,13

324,00

2,21

16,74

70x70x6(10)

Montante 4

375,24

562,86

21,65

2164,85

100x100x12(10)

45,44

3,51

441,00

1,68

13,90

100x100x12(10)

Diagonal 1

121,01

181,52

6,98

698,13

70x70x6(10)

16,25

70x70x6(10)

Cubierta 5

Diagonal 2

177,12

265,68

10,22

1021,85

75x75x8(10)

22,94

75x75x8(10)

Cubierta 6

2,28

3,42

0,13

13,15

TUBO 25x15x1,5

TUBO 120x60x4

Diagonal 3

229,57

344,36

13,24

1324,44

90x90x8(10)

27,78

90x90x8(10)

Cubierta 7

4,61

6,92

0,27

26,60

TUBO 25x15x1,5

TUBO 120x60x4

PILAR

534,85

802,28

30,86

3085,67

HEA140

31,40

HEA140

Cubierta 8

8,96

13,44

0,52

51,69

TUBO 25x15x1,5

TUBO 120x60x4

Tabla 7: Dimensionado de los perfiles de la cercha y el pilar.

5,73

325,00

1,06

18,10

40x40x4(10)

0

L 65

5

VIGA

0x6

HEA 140

L 65

0 L1

0

L7

0

L 65

12

0x6

75

L 40

L 65

L7

0x6

L 40

12

0

8 L1

0

0 0x6

L

L9

20

L 70

L1

12

L 70

80

x60

0

L 100

0 0x6

1

El pilar que sujeta la cerhca en el lateral ha sido dimensionado a compresión y el perfil utilizado es un HEA140.

L1

L1

80

Con ello, el programa de cálculo mediante elementos finitos ha aportado una serie de axiles en las diferentes 00 N2 UP barra y dos reacciones en los extremos. Los primeros servirán para el dimensionado de la cercha, y los segundos 00 N2 UP nuevo). para el del pilar izquierdo (ya que la cercha apoya en un lado sobre el pilar existente y en el otro sobre uno

En los perfiles comprimidos (rojo) se ha predimensionado el perfil con la anterior ecuación y posteriormente se ha comprobado la resistencia a pandeo con el mismo método con el que se han comprobado los axiles, en este caso los datos de los perfiles son aportados por un prontuario de perfiles en doble L.

0

12

0

Con los esfuerzos y reacciones, han sido dimensionados los diferentes pefiles. En la cercha, los perfiles traccionados (azul) han sido dimensionados con la siguiente expresión sacada del CTE-DB-SE: σ=N/A - σ = 26kN/cm², también llamada fyd o resistencia de cálculo del acero, ya que las barras de las cerchas nuevas son de acero.

- N = Esfuerzo interno de la barra o axil.

- A = Área del perfil a seleccionar, incógnita de la ecuación.

0x6

80

0 0x6

0 N2

UP

12

0

0x6

12

0

HA-25 300

Junta de hormigonado

Cabe resaltar que por lo general, en las estructuras porticadas de cerchas es común que la cercha del extremo se lleve la mitad de carga que el resto, por tener menor área tributaria. En este caso eso no ocurre, ya que las cerchas de los extremos de la zona derruida resistieron el derrumbe y no hay que reconstruirlas, por lo que todas las cerchas nuevas de la Galería son iguales y reciben la misma carga.

L9

CLT 223

CLT 138

CLT 138

CLT 223

J av i e r b a r r i e n t o s a r r o y o HA-25 300

24

CLT 138

CLT 138

CLT 138

Muro CLT 138 Pieza de anclaje oculto

1.

Tabla 8: Dimensionado de los arriostramientos de la Galería.

3.5.3. ENTREPLANTAS DE CLT

C A M P U S

Como ya se ha comentado en numerosas ocasiones en esta memoria, tanto despachos como laboratorios de investigación abordan la gran altura de planta (6 metros). Siendo introducidos en estructuras de muros de carga de CLT que permiten la subdivisión del espacio lateral en entreplantas.

Inicialmente, las entreplantas fueron planteadas como un elemento autoportante, siguiendo el concepto de “box in box”. Al igual que sucede con el espacio de coworking situado en la primera planta de la incubadora de empresas. A diferencia de las cajas de una planta, las de dos superan con creces la carga antigua de los telares mecánicos de la Fábrica Nova, como se ha desarrollado en el apartado de “Pesos propios y sobrecargas”.

25

A continuación se muestra la tabla de cálculo tanto de los forjados como los muros de CLT, además del muro de sótano de HA-25. La columna del extremo derecho muestra el número de capas de madera en el elemento de CLT escogido:

Como alternativa a las cajas autoportantes, la solución para introducir estos elementos se ha tratado de estructuras de muros de carga que aparentemente apoyan en la estructura existente. En cambio, mientras un muro apoya en el forjado, bajo este nace otro muro que recibe la carga del de arriba, finalizando en la cota de cimentación en un encepado de micropilotes de obra nueva, completamente ajeno a la cimentación de la Fábrica Nova.

FORJADO ENTREPLANTA 1 FORJADO ENTREPLANTA 2

Las estructuras son planteadas como muros empotrados a los forjados existentes, la estructura de planta primera quedaría empotrada únicamente al forjado de volta catalana y la de la planta baja emopotra tanto al forjado de losa como al de bovedilla. Entre los muros, para arriostrar y servir de base de apoyo para los diferentes usos, hay una serie de forjados. En planta baja hay uno a media altura del muro y en la primera uno igual que el ya mencionado y otro que cierra la estancia superior, la sobrecarga sobre este último es menor, ya que no es habitable.

FORJADO CUBIERTA

SOBRECARGA CARGA

MURO 4

En planta sótano, es inviable utilizar muros de CLT, debido al complicado encuentro con los brazos de los enanos de hormigón. Por ello, la solución ha sido la implementación de un muro de carga de hormigón armado en el que embeber los brazos de hormigón y a la vez sujeten la carga superior. Por ello, estos muros son de 30cm, a nivel estructural están sobredimensionados pero se aplican por solución constructiva.

SOBRECARGA

3,45

CARGA

0,223

SOBRECARGA

1,95

CARGA ESPESOR

Muro 1

MURO SÓTANO

1

ESPESOR

0,138

L5s

c5s

38,88

CARGA

23,7897

ESPESOR

0,138

c5s

38,88

CARGA

26,5842

ESPESOR

0,138

c5s

63,72

CARGA

40,2165

ESPESOR

0,138

SOBRECARGA

63,72

ESPESOR

L5s

14,04 10,1574

CARGA

L7s

0,209

CARGA

SOBRECARGA

También conviene resaltar que cada muro de carga se encuentra cada dos pórticos de la fábrica, es decir, cada 7,20m. Estos coinciden perfectamente con los pórticos, comienzan en su parte superior bajo la cercha, el muro de planta baja recae justamente bajo las vigas principales del forjado (a las que se encuentran anclados), y estos recaen justamente sobre los brazos de los enanos de hormigón. En el caso de los despachos, aunque estos sean de 3,6m de ancho, los muros estructurales se encuentran colocados cada 7,20m. El resto de muros son tabiques de madera.

Además, en ciertos puntos la luz es reducida a 3,6m, como es en el caso de los extremos. En esos casos no ha sido dimensionada la estructura, tanto forjados como muros serían de menor espesor.

1

ESPESOR

SOBRECARGA Muro 2

1 0,223

SOBRECARGA MURO 3

3,45

ESPESOR

SOBRECARGA

El retranqueo de la zona superior del muro (en la entreplanta) lleva a que en la bajada de cargas se de un voladizo entre la zona inferior del muro de planta primera y la zona superior de la planta segunda. Este voladizo provocaría un esfuerzo extra en el límite del muro de planta baja, lo que ha sido obviado por la longitud del voladizo (1/7 del total) y el alcance del trabajo, ya que es de carácter académico.

El método utilizado para el dimensionado de los muros de CLT ha sido la utilización de un prontuario de la marca StoraEnso. En las diferentes tablas de Anexo IV “Prontuarios de StoraEnso” se tiene en cuenta tanto la sobrecarga, como las luces y la resistencia a fuego. En el caso de la estructura del Centro Conecta debe cumplir R90, ya que la altura de evacuación es de más de 14m, según la siguiente tabla obtenida del CTE-DB-SI6.

C O N E C TA

66,5145

c5s

HA-25

0,3

Tabla 9: Tabla de cálculo de los elementos de CLT del Centro Conecta.

Para el cálculo del muro de hormigón de sótano se ha tomado como factor de reducción 1, como espesor 30cm y como resistencia de cálculo 25KPa. Con ello se ha obtenido la carga a compresión que resiste el muro de carga mediante la siguiente expresión sacada del CTE-DB-SE F: NRd= Φ·t·fd NRd: Axil que aguanta el muro. Φ: Factor de reducción por la esbeltez. t·: Espesor del muro. fd: Resistencia de cálculo del hormigón HA-25.

Con ello, la carga que resiste un muro de 30cm y 3m de altura de HA-25 con carga centrada es de 750kN/m.

Tabla 8: Resistencia a fuego de los elementos estructurales.

26

J av i e r b a r r i e n t o s a r r o y o

3.5.4. CIMENTACIONES NUEVAS Bajo cada uno de los conjuntos de muros de carga y de CLT existe un encepado con micropilotes que lo sujeta. La selección de la cimentación profunda se debe principalmente al mal terreno sobre el que apoya la Fábrica Nova.

Como trabajo previo y para poder calcular la capacidad portante del terreno sobre los micropilotes es preciso establecer los principios de un estudio geotécnico.

Partiendo de la base de que no hay un estudio geotécnico con información de la parcela más allá del que hicieron el estudio Battleiroig, en el que únicamente se indica la cota de cimentación sin mencionar información sobre el terreno; se ha planteado un estudio geotécnico alternativo.

El estudio planteado parte del generado para la obra de la estación de Viladordis al sureste de la parcela. En este estudio el estrato firme se encuentra a una profundidad de -8,25m. En primer lugar se ha tratado de mantener las cotas reales y realizar una interpolación con la cota de la Fábrica Nova, el problema surge en el punto en el que el estudio de la estación se realizó a una cota de 252m de altitud, mientras la fábrica se encuentra a 236m.

Por ello, no es posible conocer los estratos de la parcela, ya que el sondeo de la estación finaliza a -12,50m de profundidad, lo que no llega ni a la cota de la Fábrica Nova.

Por ello, se ha planteado que el estudio con sus estratos ha sido realizado a 236m de altitud, junto a la Fábrica Nova. Como el estudio no menciona la cota del nivel freático (porque probablemente se encuentre en una cota inferior a -12,50m con respecto a la estación), se ha observado la cota del nivel freático de un estudio geotécnico situado en la calle Sant joan d’en Coll, al norte de la parcela. En el mencionado estudio, la cota del nivel freático se encuentra a -3,00m de profundidad, lo que indica que probablemente, el nivel freático se encuentre aproximadamente en la altura de la planta baja de la Fábrica Nova, por lo que es necesaria la implementación de un drenaje exterior o bien de una cámara bufa, como es el caso del Centro Conecta.

Debido a la falta de algunos datos en el estudio geotécnico, se han obtenido los diferentes datos de los estratos a partir del CTE-DB-SE-C. La presión admisible ha sido obtenida a partir de la “Tabla D.25. Presiones admisibles a efectos orientativos”, las densidades con la “Tabla D.26. Valores orientativos de densidades de suelos” y los ángulos de rozamiento internos con la “Tabla D.27. Propiedades básicas de los suelos”. Con ello, los datos del estudio geotécnico resultante son los siguientes:

ESTRATO

ESPESOR

Relleno antrópico Arena gravosa Grava gruesa Arguilitas y areniscas

4,5 1 2,75 >4,50

PRESIÓN ADMISIBLE (kN) 0…0,1 0,1…0,2 0,6 4

PESO ESPECÍFICO (kN/m³) 16 18 21 23

ÁNGULO DE ROZAMIENTO (º) 25 35 40 45*

Tabla 10: Características de los estratos del estudio geotécnico planteado. * Dato obtenido de “Caracterización geomecánica de suelos y rocas” A.GONZÁLEZ y P. MARTÍNEZ. Universidad de Cantabria.

Figura 43: Estudio geotécnico de la estación de tren de Viladordis.

CÁLCULO DE LAS CIMENTACIONES DE OBRA NUEVA

El cálculo de las cimentaciones ha consistido en la selección de una tipología, dimensionado y separación de micropilotes, para después comprobar si estos resisten la carga proveniente de la estructura de muros de carga superior.

La comprobación posterior consiste en observar que la carga que recae sobre la cimentación sea menor tanto que la carga admisible del terreno (Qadm) como de la carga nominal de los micropilotes (Qtope).

Además, conviene que tanto Qadm como Qtope sean de valores similares para el correcto funcionamiento de la cimentación. El predimensionado ha sido de la colocación de micropilotes de 200mm de diámetro colocados dos a dos a 60cm de separación y con una separación de 1,00m entre pares.

C A M P U S

C O N E C TA

27

CAPACIDAD POR PUNTA (Rpk) Para calcular la capacidad por punta se ha seguido la siguiente expresión: Rpk = ksp × qu × df × A

Por último, y previamente a mostrar los cálculos realizados, conviene explicar la causa de la utilización de los micropilotes. Al tratarse de un caso de rehabilitación de patrimonio, a la hora de pilotar existe una altura límite para introducir la maquinaria precisa. Por ello, al encontrarse limitada la altura a los 3,00m del sótano, la maquinaria de los pilotes convencionales sería demasiado grande para el caso. Esa es la causa de la utilización de micropilotes, ya que la maquinaria puede ser menor a 3,00m de altura.

Rpk: Capacidad por punta característica (kN) ksp: Coeficiente de valor 0,2 para el predimensionado. qu: resistencia a compresión simple de la roca, de valor 105kPa, obtenida del CTE-DB-SE-D de la Tabla D.25.

Presiones admisibles a efectos orientativos” (kPa) df: Coeficiente dado por la siguiente expresión 1+0,4×(Lr/D), siendo Lr la longitud de empotramiento, en este caso 0,6m (3D) y D el diámetro del micropilote, 0,2m (m).

A: Área de un círculo de 20cm de diámetro, π×D²/4 (m).

Para el cálculo de los micropilotes se ha seguido el proceso indicado en el libro de “CIMENTACIONES: Mecánica del Suelo” de Sergio Mute.

Con todo ello, se puede establecer que Rpk = 4,35kN.

CARGA NOMINAL DEL MICROPILOTE Para obtener la carga norminal se ha seguido la siguiente fórmula: Qtope = σ × A Qtope: Carga nominal del micropilote (kN). σ: Tensión de cálculo del pilote, se ha tomado 6000kN/m², ya que es un micropilote de HA-25 perforado en roca entubados.

A: Área de un círculo de 20cm de diámetro, π×D²/4 (m)

CAPACIDAD POR FUSTE (Rfk) Para calcular la resistencia por fuste se ha empleado la siguiente expresión: Rfk = Σ τ × A Rfk: Capacidad por fuste (kN) τ: Resistencia unitaria a fuste en cada estrato, se calcula de diferente manera en caso de se terreno granular, arcilloso, rellenos o rocoso. (kN/m²) A: Área del cuerpo del pilar en cada estrato (m²).

Con todo ello, la Qtope de cada micropilote es de 188,49kN.

RESISTENCIA UNITARIA GRANULARES Dada por la expresión: τ = σ × Kf × f × tan Ø’ < 120kPa τ: Resistencia unitaria (kPa) σ: Tensión vertical en el punto medio, en caso de N.F. en 0,00m se trata de σ = (γsum*h) superiores + γsum × h/2 (kN/m²) Kf: Coeficiente de empuje hoprizontal, de valor 0,75 f: Factor de redución de rozamiento del fuste, de valor 1. tan Ø’= tangente de ángulo de rozamiento interno.

Con ello, obtenemos que las resistencias unitarias de arenas y gravas son: τ arenas = 25,73kN/m² τ gravas = 71,74 kN/m²

Tabla 11: Tensión de cálculo de pilotes (estudio de la ETSEM).

CARGA ADMISIBLE DEL TERRENO La carga admisible del terreno (Qadm) ha sido obtenida a partir de la expresión: Qadm = Qh/F Qadm: Presión admisible del terreno.

Qh: Carga de hundimiento, se puede desglosar como la suma de la capacidad por fuste (Rfk) y la capacidad por punta (Rpk).

F: Coeficiente de seguridad del terreno, tiene un valor de 3.

Para calcular la carga de hundimiento del terreno es preciso calcular la capacidad por fuste, para la que influye la fricción de los diferentes estratos del terreno con el cuerpo del micropilote; y la capacidad por punta, para la que influye únicamente el apoyo de la punta del micropilote sobre el estrato firme.

Las capacidades calculadas sería características, no de cálculo, ya que el coeficiente de seguridad se le aplica posteriormente.

RESISTENCIA UNITARIA RELLENOS En este caso la resistencia por fuste produce el efecto contrario en el fuste, por lo que es negativa, viene dada por la expresión: τ f,neg = - β × σ’v τ f,neg: Resistencia unitaria. β: Factor de rozamiento, de valor 0,25 en caso de arenas flojas. σ’v: Tensión vertical en el punto medio del estrato, de valor 13,5 kN/m².

RESISTENCIA UNITARIA ROCA En el caso de la roca, la expresión aporta la resistencia de c álculo, por lo que hay que dividirla entre el factor de mayoración. Esto es debido a que, como se ha comentado anteriormente, el factor de mayoración se incluye a la hora de obtener la Qadm a partir de la Qh. Viene dada por la expresión: τ rocas = √40 × qu (kPa) τ rocas: Resistencia unitaria roca (kN/m²) qu: Resistencia a compresión simple de la roca (kPa)

3

1

43

41

7.20

136.80

7.20 A 2.90 B 2.90

28

J av i e r b a r r i e n t o s a r r o y o

C 2.90 D 2.90 E 2.90 F 2.90 G 2.90 H 2.90 I

CUBIERTA 1:500

Forjado: Bovedilla catalana de cañón 1

3

2 3.60

3.60

5

4 3.60

3.60

6 3.60

8

7 3.60

3.60

9 3.60

10 3.60

11 3.60

13

12 3.60

3.60

15

14 3.60

3.60

16 3.60

18

17 3.60

3.60

19 3.60

20 3.60

21 3.60

23

22 3.60

3.60

25

24 3.60

3.60

26 3.60

28

27 3.60

3.60

29 3.60

30 3.60

31 3.60

32 3.60

33 3.60

34 3.60

35 3.60

36 3.60

37 3.60

38 3.60

39 3.60

40 3.60

41 3.60

43

42 3.60

3.60

A 2.90

Con todo ello, y multiplicando las resistencias unitarias de cada estrato, de obtienen las siguientes resistencias por fuste (Rpk): Rfk rellenos = 9,54 kN Rfk arenas gravosas = 16,17 kN Rfk gravas gruesas = 123,96 kN Rfk roca = 750kN Por ello, Rfk = 900kN

B 2.90 C 2.90 D 2.90

Con los datos obtenidos se puede establecer que Qh = 4,35kN + 900kN = 904,35kN Qadm = 904,35kN / 3 = 301,45kN.

E 2.90 F 2.90 G 2.90 H 2.90 I 2.90 J 2.90 K 2.90 L 2.90 M

La carga que recibe cada micropilote sin mayorar es de 46,82kN, por lo que los micropilotes resistirán de sobremanera.

Probablemente se podrían emplear micropilotes de menor diámetro, ya que es mejor que Qtope se acerque más a Qadm. Para el dimensionado de los micropilotes de la estructura se ha mantenido el diámetro de 20cm.

PLANTA SEGUNDA (Cubierta nave central) 1:500

Forjado: Cerchas y correas en la nave central y ovedilla catalana de cañón en torreones *Elementos calculados: Pórtico 36 y cerchas y arriostramientos de la Galería.

1

3

2 3.60

3.60

5

4 3.60

3.60

6 3.60

8

7 3.60

3.60

9 3.60

10 3.60

11 3.60

13

12 3.60

3.60

15

14 3.60

3.60

16 3.60

18

17 3.60

3.60

19 3.60

20 3.60

21 3.60

23

22 3.60

3.60

25

24 3.60

3.60

26 3.60

28

27 3.60

3.60

29 3.60

30 3.60

31 3.60

32 3.60

33 3.60

34 3.60

35 3.60

36 3.60

37 3.60

38 3.60

39 3.60

40 3.60

41 3.60

43

42 3.60

3.60

A 2.90 B

ARMADO DEL ENCEPADO Debido a que la carga que recae sobre el encepado no se encuentra alineada con el pilote, es preciso armarlo por bielas y tirantes.

La fórmula para armar los encepados se trata de la siguiente: As = T/fyd’

2.90 C 2.90 D 2.90 E 2.90 F 2.90 G 2.90 H 2.90 I 2.90 J 2.90 K 2.90 2.90 M

fyd’: Tensión de cálculo del acero B400, con un valor de 40kN/cm²

L

As: Area de los armados (cm²).

T: Carga que recae sobre el pilote (kN)

PLANTA PRIMERA 1:500

Forjado: Bovedilla catalana de crucería *Elementos calculados: Pórtico 36, entreplantas CLT y arriostramientos de la Galería.

1

3

2 3.60

3.60

5

4 3.60

3.60

6 3.60

8

7 3.60

3.60

9 3.60

10 3.60

11 3.60

13

12 3.60

3.60

15

14 3.60

3.60

16 3.60

18

17 3.60

3.60

19 3.60

20 3.60

21 3.60

23

22 3.60

3.60

25

24 3.60

3.60

26 3.60

28

27 3.60

3.60

30

29 3.60

3.60

31 3.60

32 3.60

33 3.60

34 3.60

35 3.60

36 3.60

37 3.60

38 3.60

39 3.60

40 3.60

41 3.60

43

42 3.60

3.60

A 2.90

La carga T se puede obtener con la expresión: T(kN) = (t/z) × (Nd/n) T: Carga que recae sobre el pilote (kN) t: Separación entre carga y reacción (m) z: Altura del encepado sobre el armado, de 0,8×h (m).

Nd: Axil mayorado en el soporte de valor 135,22kN. n: Número de pilotes.

B 2.90 C 2.90 D 2.90 E 2.90 F 2.90 G 2.90 H 2.90 I 2.90 J 2.90 K 2.90 L 2.90 M

PLANTA BAJA 1:500

Forjado: Losa maciza 1

3

2 3.60

3.60

5

4 3.60

3.60

6 3.60

8

7 3.60

3.60

9 3.60

10 3.60

11 3.60

13

12 3.60

3.60

15

14 3.60

3.60

16 3.60

18

17 3.60

3.60

19 3.60

20 3.60

21 3.60

23

22 3.60

3.60

25

24 3.60

3.60

26 3.60

28

27 3.60

3.60

29 3.60

30 3.60

31 3.60

32 3.60

33 3.60

34 3.60

35 3.60

36 3.60

37 3.60

38 3.60

39 3.60

40 3.60

41 3.60

43

42 3.60

3.60

A 2.90 2.90 C 2.90 D 2.90 G

Para obtener la t se ha empleado la siguiente operación: t = (S/2) - (a/4) t: Separación entre carga y reacción (m) S: Separación entre ejes de pilotes, de valor 60cm. a: Ancho del soporte, de 30cm.

*Elementos calculados: Muros bajo las entreplantas.

2.90 2.90 K 2.90 M

de 0,95cm². Por lo que la armadura principal utilizada en el armado será de ø8 / 20cm.

La armadura secundaria será, como en el libro de cimentaciones se explica, de ø12/0,25m.

La armadura de los micropilotes es mínima y estandarizada, tubos de micropilote de ø10cm.

J

Con todo ello y sustituyendo los diferentes valores en las fórmulas, se obtiene una sección de armado necesaria Forjado: Solera maciza *Elementos calculados: Micropilotes bajo los muros de las entreplantas.

Figura 44: Plantas de derribos y obra nueva del Centro Conecta.

CIMENTACIÓN 1:500