The design principles

Como se ha comentado previamente, tras un análisis general del edificio se opta por la realización de una estructura mixta de acero y forjados de chapa colaborante. Sin embargo, debido a la irregularidad del diseño arquitectónico, se realiza un estudio pormenorizado de cada una de las plantas para entender cómo está trabajando la estructura y así elegir la solución óptima para cada una de las situaciones.

Para este análisis preliminar se emplea el programa de cálculo SAP2000, con unos valores iniciales estimados al alza, con el fin de entender el comportamiento de la estructura y poder realizar la comparativa de las distintas soluciones de forma rápida y sencilla.

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F. Conclusiones

Como se puede observar tras analizar los momentos resultantes en los distintos supuestos no es necesario recurrir a un emparrillado, pudiendo resolver así la estructura de forma articulada atendiendo a las solicitaciones resultantes de las opciones 1 y 2, la solución óptima surge de la unión de ambos análisis, obteniendo una opción 4 que servirá de partida para realizar el predimensionado.

En primera instancia se ha realizado el modelo analítico base. Para el análisis se ha aplicado la misma sección a todas las vigas, lo que permite conservar el comportamiento de la estructura y así poder tomar decisiones de diseño en base al mismo. Se crean superficies sin propiedades, salvo el modificador de membrana en la dirección f12, con el fin de que se produzca el efecto diafragma, de esta forma las cargas aplicadas superficialmente se dirigirán a las vigas en la dirección del eje local de la superficie, simulando el forjado. as cargas lineales de fachada y escalera se aplican directamente a las vigas.

En dicho modelo se introducen los materiales, las cargas correspondientes a cada forjado y se crean las combinaciones necesarias para el análisis, en este caso ELU, ELS activa y a largo plazo.

Debido a la irregularidad de las plantas se analizan fundamentalmente dos diseños base posibles: estructura articulada y emparrillado. Debido a que se trata de estructura metálica se procura evitar la solución de emparrillado por la complejidad de ejecución de las uniones, siendo necesario empotrar en algunos casos. La dirección de la chapa varía a lo largo de las distintas plantas dependiendo de las necesidades.

A continuación se muestra el análisis y conclusiones de cada planta. A. Planta Cubierta

A. Opción 1: Articulada eje X

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C. Opción 3: Emparrillado

D. Opción 4: Articulada ejes X e Y

Diseño Estructura Momentos solicitación ELU

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A continuación, se realiza un último diseño de la estructura de la cubierta eliminando las vigas verticales de arriostramiento, salvo las que van de pilar a pilar, debido a que la distancia de las vigas cumple con la mínima para la colocación de la chapa colaborante en la dirección del forjado.

E. Opción 5: Articulada ejes X e Y [Adoptada]

Diseño Estructura Momentos solicitación ELU

Deformada ELS activa Deformada ELS a largo plazo

Con lo expuesto previamente se observa que la opción 5 es la que mejor funciona en la planta cubierta. Con lo mismo se procede al predimensionado y comprobación de la planta.

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E. Conclusiones

Tras analizar los resultados de los tres modelos posibles, se observa por un lado que la opción de emparrillado no

supone ninguna mejora

relevante por lo que sólo se complicaría la ejecución de la obra. Claramente el diseño más funcional es la opción 1, en la cual la viga X0-X6 sería la más perjudicada. Se opta por hacer una cercha de fachada, entre la planta 4 y 5 en el plano interior de las terrazas.

B. Planta Quinta

A. Opción 1: Articulada eje X

B. Opción 2: Articulada eje Y

C. Opción 3: Emparrillado

D. Opción 4: Articulada eje Y con cercha de fachada [Adoptada]

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D. Conclusiones

En esta planta se

encuentra la problemática de que la U interior es un mecanismo, por lo que es necesario situar una serie de tirantes perimetrales para colgar la planta de la superior inmediata. Además, en la terraza de la fachada sur, en el eje Y2 se diseña una cercha metálica que une ambas plantas y disminuye la longitud de pandeo de la viga X0-X6 de 13,5m de luz, mejorando así el diseño estructural de la planta.

Deformada ELS activa Deformada ELS a largo plazo

C. Planta Cuarta

A. Opción 1: Articulada eje X

B. Opción 2: Articulada eje Y [Adoptada]

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Opción 2: Articulada eje Y [Adoptada]

Diseño Estructura Momentos solicitación ELU

Deformada ELS activa Deformada ELS a largo plazo

D. Planta Tercera

A. Opción 1: Emparrillado

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D. Conclusiones

Se opta por la opción 3, en la que las vigas que trabajan principalmente serian la X4(Y2- Y6), Y2(X2-X6) y la X2(Y0-Y3). Además, se añade una viga intermedia para sujetar la U central en el eje Y2,2(X2-X4).

C. Opción 3: Articulada eje X, Y [Adoptada]

Diseño Estructura Momentos solicitación ELU

Deformada ELS activa Deformada ELS a largo plazo

E. Planta Segunda

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D. Conclusiones

Se adopta la opción 3. En todas las plantas se simplifican las terminaciones de las curvas interiores admitiendo un voladizo de L/6 que es aproximadamente de unos 70cm de vuelo, así mismo las vigas de terminación y borde en la dirección del forjado se calculan como metálicas, sin tener en cuenta la contribución del hormigón, aunque en obra si se realiza una conexión parcial, estando así del lado de la seguridad.

B. Opción 2: Articulada eje X, Y

C. Opción 3: Articulada eje X, Y [Adoptada]

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Deformada ELS activa Deformada ELS a largo plazo

F. Planta Primera

A. Opción 1: Emparrillado

B. Opción 2: Articulada eje X, Y

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D. Opción 4: Articulada eje X, Y [Adoptada]

Diseño Estructura Momentos solicitación ELU

Deformada ELS activa Deformada ELS a largo plazo

G. Entreplanta

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B. Opción 2: Articulada eje X,Y [Adoptada]

Diseño Estructura Momentos solicitación ELU

Deformada ELS activa Deformada ELS a largo plazo

H. Cimentación

Debido a la situación de los pilares en planta, se realiza una losa de cimentación con vigas de canto para absorber los momentos producidos por los mismo y así disminuir el canto total de la losa.

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