José Ramón Solé Marzo - Windmill · LA ESTRUCTURA DE LA TORRE AGBAR DE BARCELONA C/herzegovina 23, bajos, 08006, BARCELONA Telf: 00 343 414 47 62 FAX: 00 343 202 04 12 e-mail:

José Ramón Solé Marzo

C/herzegovina 23, bajos, 08006, BARCELONA

Telf: 00 343 414 47 62 FAX: 00 343 202 04 12

e-mail: [email protected], ww.bomasl.net

LA ESTRUCTURA DE LA TORRE AGBAR DE BARCELONA

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ASPECTOS GENERALES DE LA OPERACIÓN INMOBILIARIA

· 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: BOMA.,S.L.

· Instalaciones: GEPRO, S.L.

· Proyecto: 2000 – 2001

· Construcción: 2001 – 2005

· Coste final: 60.000.000,00.- v (Excluidos costes financieros)




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ASPECTOS GENERALES DEL PROYECTO

· 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

· Dos problemas estructurales bien diferenciados:

· Formación de la estructura de sótanos

· Formación de la torre propiamente dicha



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LOS SÓTANOS

· Forma aproximadamente triangular en planta coincidente con la geometría del solar

· Ocupación del 100% de la parcela

· Superficie aproximada por planta: 3.600 m2

· Profundidad típica: 16.00m, 4 plantas bajo rasante

· Profundidad máxima: 20.00m, 5 plantas bajo rasante

· Uso fundamental de aparcamiento

· Luz característica: 7.50m

· Estructura, típicamente convencional: losas y pilares de hormigón armado

· Ubicación de un auditorio



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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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· Pantalla tipo 1:

Altura de contención: 17.70m

4 niveles de anclaje

Clava de 6.00m

· Pantalla tipo 2:

Altura de contención: 4.50m

0 niveles de anclaje

Clava de 6.00m




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Abatimiento del nivel freático

· Pozos de obra:

· Perforación con pantalladora

· Camisa de acero

· Últimos 2.00m drenantes

· Caudales punta de agotamiento de hasta 250 l/s



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La cimentación de los sótanos

· Condiciones del diseño:

Posición del nivel freático

Inexistencia de plantas sobre rasante

Luz característica

Condiciones mecánicas del terreno

· 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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Características fundamentales del hormigón en cimentaciones y estructuras de contención:




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Los forjados tipo de los sótanos


Luz característica de 7.50m

Estabilidad al fuego de 120 minutos

Geometría irregular

Inexistencia una sola retícula

· Solución:

Losas de hormigón armado de 30cm de espesor

En situaciones excepcionales:

- Vigas de canto

- Vigas pared

Pilares de hormigón armado




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El auditorio


Es el suelo de la futura plaza

Ausencia de pilares en el espacio de

audiencia y escenario:

Luces máximas de unos 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 + 10cm

Apoyos sobre vigas de canto y vigas pared




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El auditorio

· 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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Características fundamentales del hormigón de la estructura de los sótanos:




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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

3 plantas técnicas suspendidas

Las 5 últimas plantas no pueden tocar el perímetro

· Solución:

Los cilindros se constituyen en paredes de carga

Planteamiento de forjados ligeros




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La cimentación de la torre

· 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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Características fundamentales del hormigón de la cimentación de la torre:




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El muro exterior


Aleatoriedad en la disposición de aberturas sobre una retícula de 92.5x92.5cm:

· Imposibilidad de contemplar un descenso vertical de las cargas.

Pérdida de la verticalidad a partir de la cota +76.5m.

Mayor número de ventanas hacia la zona norte y hacia arriba

Encuentros en esquina de dos recuadros macizos de hormigón armado

Zonas de muy difícil acceso para el hormigón en condiciones normales

· Solución genérica:

Muro de carga de hormigón armado de espesor variable: 30-40-50cm



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El muro exterior

· Análisis:

Primeramente análisis manual de cada flujo de carga planta a planta y módulo a módulo

Elástico lineal mediante elementos finitos laminares – Programa GID (UPC)

Estudio no lineal mecánico en las zonas susceptibles de mayores plastificaciones

Cálculo de armaduras contemplando los efectos de segundo orden en los elementos más

esbeltos

Acción de viento más desfavorable que la del sismo



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El muro exterior

· Ejecución

Propuesta de proyecto:

- Armado a base de jaulas de armadura de 92.5cm de ancho.

- Hormigonado en dos tongadas por planta.

Solución final:

- 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.

- Encofrado trepante y, posteriormente, autotrepante con dos niveles de trabajo



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El núcleo


· 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 trepante y, posteriormente, autotrepante



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Características fundamentales del hormigón de los muros de la torre:




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Los forjados de la torre


· 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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Las plantas técnicas

· Condiciones de diseño:

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

Sobrecargas de 1000kg/m2

Importantes efectos de punzonamiento

· Solución:

Forjado colaborante de canto H = 6 + 5 + 5cm

2 tongadas de hormigonado




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· Características fundamentales del hormigón de los forjados:




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Características fundamentales del acero de los forjados:




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Las plantas de dirección

· Ocupan los 6 últimos niveles de la torre


· Los 5 últimos forjados no pueden tocar el borde

· Voladizos de, aproximadamente, 10m

· Espesor máximo de forjado disponible de 50cm

· Solución:

· Losa de hormigón post-tesado.

· Canto variable; entre 30 y 50cm.




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Características fundamentales del hormigón de las plantas de dirección:




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La cúpula


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·Δ – Programa ROBOT



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Características fundamentales del acero de la cúpula:




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