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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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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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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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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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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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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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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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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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