diseño de vigas alveolares

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Mster de Especializacin en Estructuras Metlicas y Mixtas

Recorrido americano

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B3 Edificios T1 Configuracin estructural en edificio

P1 Organizacin general de la estructura

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Mster de Especializacin en Estructuras Metlicas y Mixtas B3 Edificios T1 Configuracin estructural en edificio P1 Organizacin estructural en edificio

Zigurat Consultora de Formacin Tcnica S.L.

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del

mismo con propsitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorizacin escrita.

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NDICE DE CONTENIDOS

1. Introduccin ................................................................................................................. 3

2. Evolucin de los rascacielos ...................................................................................... 7

3. Sistemas Estructurales en Edificios Altos .............................................................. 18

3.1 Sistemas de Prticos a Cortante ........................................................................ 18

3.2 Sistema de Triangulacin y Prtico a Cortante ................................................... 20

3.3 Arriostramientos en forma de K, o X. .................................................................. 21

3.4 Prticos a cortante, Celosas Verticales, Perimetrales y de Conexin ................ 21

3.5 El Tubo Porticado ............................................................................................... 24

3.6 El Tubo Triangulado ........................................................................................... 27

3.7 Sistema de Tubos Agrupados o Tubo Modular ................................................... 29

3.8 Sistemas de tubos compuestos .......................................................................... 32

4. Edificios relevantes ................................................................................................... 34

5. Estructura vertical ..................................................................................................... 36

5.1 Sistema de transmisin vertical de cargas .......................................................... 36

5.2 Configuracin de los prticos ............................................................................. 40

6. Tipo de uniones ......................................................................................................... 47

6.1 Uniones Atornilladas .......................................................................................... 47

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6.2 Uniones Soldadas .............................................................................................. 53

7. Estructura horizontal ................................................................................................ 57

7.1 Organizacin de la estructura horizontal ............................................................ 57

7.2 Tipos de forjados ................................................................................................ 62

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1. Introduccin

Edificio alto: No es tarea fcil distinguir cul es el aspecto que caracteriza a un edificio como alto, ya que su altura relativa depende del entorno donde est enclavado. As, un edificio de 6

plantas en una ciudad pequea, habitualmente es considerado como Torre y el mismo en

New York pasara absolutamente desapercibido.

Desde el punto de vista del diseo estructural, esta clasificacin guarda estrecha relacin con

las solicitaciones horizontales (viento o sismo) y las deformaciones que stas imponen.

Los mtodos corrientes de clculo (incluso el de los Elementos Finitos), son aplicables en el

estado no deformado, por lo tanto, ser preciso limitar las deformaciones individuales de los

miembros integrantes para poder garantizar las condiciones de aplicabilidad de un

determinado mtodo o de lo contrario ser preciso realizar el estudio de los mecanismos de

2 orden. Caso contrario, estaremos abordando valores de solicitaciones internas errneos y

por consiguiente a dimensionados incorrectos.

La estructura, transmite las acciones de peso propio, de uso y accidentales hasta la

cimentacin, asegurando, adecuadamente, los siguientes aspectos,

- Resistencia: es la mayor o menor capacidad de una estructura para evitar la rotura. Hay que garantizar la seguridad mnima requerida frente a las posibilidades de colapso

de la construccin.

- Rigidez: representa la mayor o menor capacidad de la estructura para oponerse a la deformacin. Hay que evitar deformaciones excesivas, controlar las vibraciones y

contribuir a la estabilidad del edificio. Las vibraciones excesivas tienen incidencia en el

confort de las personas o en la utilizacin de mquinas o equipos sensibles.

- Estabilidad: define la capacidad de sta, para mantener su condicin original de equilibrio.

- Ductilidad: la estructura debe ser capaz de sufrir suficientes deformaciones plsticas antes de alcanzar alguna forma de colapso.

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Existen diversos sistemas estructurales con los que puede construirse un esqueleto de un

edificio. Un sistema resultar eficiente si las condiciones de rigidez no hacen aumentar las

secciones de los elementos estructurales ms all de los valores que poseen para cumplir

con los valores de resistencia.

Puede observarse globalmente, que un edificio es un voladizo sujeto en su base y solicitado

por cargas (axiales, horizontales y momentos) a lo largo de toda su altura.

En edificaciones de baja altura, las acciones gravitatorias son las que generan las solicitaciones dominantes que definirn la forma y cuanta estructural, sin que las dems

acciones (inclusive las horizontales) provoquen una interferencia capaz de influir en el diseo.

Los edificios bajos tienden al modelo de slido de compresin, el cual goza de excelentes

caractersticas de estabilidad.

A medida que la construccin comienza a crecer en altura, el volumen comienza a ganar

esbeltez, y por otro lado las acciones horizontales comienzan a dominar sobre las

gravitatorias, con lo que la estructura paulatinamente abandonar el modelo de slido de

compresin para adquirir el de un verdadero voladizo empotrado en el suelo.

Por otra parte, todos los elementos estructurales con que se integra una estructura, aunque

con diferente gradiente, entran en prdida de rigidez conforme que el edificio comience a

ganar altura, y con ello comienzan a desencadenarse una serie de mecanismos propios de

las estructuras de los edificios altos tales como la Inestabililidad Elstica, la Rotacin de la

Base, etc.

En definitiva, en edificios de gran altura la Rigidez prima sobre el problema Resistente.

Las estructuras de edificios altos se conciben como un gran voladizo empotrado en el suelo,

solicitado axialmente por las cargas verticales (gravitatorias) y transversalmente por las

acciones horizontales (sismo o viento). El problema resistente se enmarcara en el mbito

dela flexo-compresin.

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Los elementos estructurales bsicos con los que nosotros podemos conformar una estructura son:

Prtico Dctil.

Prtico Rgido.

Pantalla.

Estructuras Mixtas.

Ncleo.

Tubo.

Deformaciones: Las cargas, generan un movimiento vibratorio con amplitud y frecuencia propias, y guardar una estrecha vinculacin con el confort y la habitabilidad de la estructura.

Se recomienda que la flecha o cabeceo en la cima no deba pasar de h/500 donde h es la

altura total del edificio, y en principio sin contar con la colaboracin que al respecto realicen

los muros o tabiques interiores.

Estabilidad: Una mencin aparte merece el pandeo que proviene como consecuencia de un mecanismo de 2 orden. Este mecanismo se manifiesta como una sobre flexin de las

columnas debido al descentrado de las cargas gravitatorias producido por la deflexin lateral

que generan las fuerzas horizontales durante su actuacin. La razn de este fenmeno radica

en el hecho de que en estructuras de edificios altos no se pueden despreciar algunos

mecanismos de 2 orden y si el mtodo de clculo no lo tiene en cuenta es preciso incorporar

clculos complementarios para su correccin.

Hasta 10 plantas, Podramos casi asegurar que el problema resistente domina sobre la rigidez, y por este motivo durante mucho tiempo se aceptaron procedimientos simplificados de

clculo acompaado de un somero estudio de las acciones horizontales.

Ms de 10 plantas, no podemos obviar el fino estudio de las deformaciones. Y, para seguir adelante, es preciso estudiar el Sistema Estructural, como nica va de proceder a conferir al

edificio en altura de una estructura eficiente y cuyo costo se enmarque dentro de los costos

estndares.

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Otro fenmeno que merece comentario es el de la deformacin del suelo y la interaccin suelo-estructura. Las cargas gravitatorias y horizontales que actan sobre una estructura

deben ser transmitidas a la tierra a travs de la estructura de cimentacin. En principio

podramos decir que la altura del edificio no afecta los principios de diseo de los firmes de

cimentacin.

Las fuerzas gravitatorias, por lo general, crecen linealmente con el nmero de pisos y no provocan importantes deformaciones (salvo que se presenten grandes asimetras tanto

geomtricas, de cargas o de rigidez).

En contraste con estas, estn las fuerzas horizontales, que provocan deformaciones que varan con la cuarta potencia de la altura (se trata de un voladizo), y por lo tanto generan

deformaciones capaces de superar fcilmente los rangos anteriormente citados. Diremos por

lo tanto que en el edificio en altura, la solicitacin dominante es la solicitacin horizontal.

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2. Evolucin de los rascacielos

Los primeros edificios en altura datan de finales del siglo XIX. El sistema constructivo de la

poca, como es conocido, es el de mampostera portante; y el ejemplo ms importante en

este sistema constructivo lo constituye el MonadnockBuilding de Chicago (figura 2.1), un edificio de oficinas de 17 plantas proyectado por los arquitectos Daniel H. Burnham y John W.

Root, construido entre los aos 1889/1891.

Figura 2.1 MonadnockBuilding de Chicago

Cortesa: www.ou.edu

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En este rascacielos primitivo, de estructura de mampostera y con muros portantes, las cargas gravitatorias son conducidas hacia los cimientos a travs de los muros.

En el caso del MonadnockBuilding al nivel de planta baja, los muros exceden los 2,10 m de

espesor, lo que implica que a este nivel, la superficie ocupada por los muros estructurales

llega alrededor del 20% de la superficie de la planta (configurando un elevadsimo nivel de

interferencia con el proyecto arquitectnico, generando serios problemas a la circulacin

horizontal. Si por otra parte, analizamos el cociente entre la carga de utilizacin de la

estructura contra el peso total de la estructura, veremos que este ndice es bastante bajo, es

decir mucha masa estructural para poca carga de explotacin.

Esto nos lleva a pensar que dicha altura (64 metros) est muy cerca del lmite de altura para

este sistema constructivo.

Este es el ltimo rascacielos en que se emple este mtodo de construccin, y representa un

hito en la historia de los rascacielos.

En 1885, un ingeniero americano, de vasta experiencia en construcciones militares y

ferroviarias, William Le BaronJenney, se convirti en el padre del rascacielos moderno. Al

proyectar el Home InsuranceBuilding de Chicago (La Casa del Seguro), un edificio de oficinas relativamente bajo (10 pisos) tuvo la ingeniosa idea de reemplazar a la mampostera

portante por un armazn de vigas y columnas de acero sobre los que apoy los pisos y los muros, ya sin funcin estructural (al menos primaria).

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Figura 2.2 Home Insurance Building de Chicago

Cortesa: http://chicagoarchitecture.info

Esta concepcin, que implican tanto un nuevo concepto estructural (prtico) y un nuevo

material: el acero. El acero, 150 veces ms resistente que la mampostera, traa consigo un

sinnmero de ventajas con relacin a la construccin con mampostera portante.

Tantas ventajas, en especial de ndole econmica trajeron un rpido reconocimiento de este

tipo constructivo por parte de los ingenieros de la poca y el apoyo oportuno de dos factores

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adicionales como la expansin econmica de los Estados Unidos de fines del siglo XIX y el

desarrollo del ascensor, abrieron camino al desarrollo del moderno rascacielos.

Con un sistema constructivo adecuado en mano, y una creciente demanda de oficinas en las

inmediaciones de los distritos financieros, rpidamente se desarroll la industria que en muy

poco tiempo entr en la carrera por el techo del mundo. Rpidamente se super las 17

plantas del Monadnockbuilding, y se desarrollan muchos edificios de 20 plantas y ms.

Histricamente, el desarrollo de edificios metlicos de gran altura es deudor de la rpida expansin que tuvo lugar en Chicago despus del gran incendio de 1871. Mientras el acero proporcionaba la resistencia bsica para soportar las cargas gravitatorias, los cerramientos de

mampostera proporcionaban por s mismos una considerable rigidez frente a las fuerzas del

viento, adems de proteccin frente al incendio.

Aunque los cerramientos contribuan considerablemente a la rigidez lateral, el propio prtico

haba de soportar buena parte de las fuerzas del viento. La expresin arquitectnica segua

dominada por la obra de terracota, ladrillos o materiales similares que, a menudo, tambin

formaban ornamentos, balcones y otras decoraciones de las fachadas.

Por encima de las 20 plantas, se requiere restringir la deformabilidad horizontal del prtico.

as se logra mantener en los lmites de deformacin gracias a una adecuada combinacin de

dichos elementos y aparecen los llamados rascacielos de primera generacin.

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11

En 1909 la MetLife Tower alcanza los 213 metros

Figura 2.3 MetLife Tower de New York

Cortesa: www.skyscrapercity.com

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En 1913 la torre Woolworth alcanzaba con 57 pisos los 241 metros,

Figura 2.4 Woolworth de New York

Cortesa: http://american-architecture.info

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En 1930 se construyen los dos mximos exponentes el Chrysler Building de 319 metros y 77 pisos.

Figura 2.5 Chrysler Building de New York

Cortesa: www.howardmodels.com

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14

Y el EmpireStateBuilding con 381 metros y 102 pisos.

Figura2.6 Empire State Building de New York

Cortesa: http://upload.wikimedia.org

Sabas que

El EmpireStateBuilding, para un viento de 130 km/h produce una oscilacin apenas perceptible, lo

que habla de la eficiencia de su diseo, y uno ms sorprende cuando se piensa que en dicha

fecha, el clculo estructural slo contaba con laboriosos mtodos de clculo como el Teorema de

Castigliano o el Mtodo de las Fuerzas y se manejaba estructuras de ms de 2000 grados de

hiperestaticidad (plana) que implican la resolucin de sistemas de ms de 2000 ecuaciones con

2000 incgnitas.

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Cabe destacar que todos estos edificios se encuentran en servicio en la actualidad, con ms

de 70 aos de vida.

Al aumentar la demanda de estructuras ms ligeras, ms altas y construidas en menos

tiempo, se mantuvo el mismo vocabulario de prticos con uniones rgidas atornilladas o

soldadas, a menudo con arriostramientos contra el viento entre algunos pilares del ncleo.

Con el tiempo, el cerramiento de mampostera dio paso a formas ms ligeras, las particiones

fueron sustituidas por paneles ligeros, y la proteccin contra el incendio de hormign fue

substituida por un material ligero proyectado.

Esta tendencia queda reflejada en el edificio de 25 plantas LeverHouse de Nueva York, construido en 1952, que tiene una fachada de metal y cristal y materiales no estructurales

ligeros.

Figura 2.7 Lever House de New York

Cortesia: www.howardmodels.com

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La influencia de Mies van der Rohe, por lo que se refiere a la modularidad de las fachadas y la expresin estructural del prtico, permiti la arquitectura exterior de los edificios altos de los

cincuenta y sesenta.

La evolucin del muro-cortinade metal y cristal no slo permiti cerramientos ms ligeros sino tambin sistemas de cierre simplemente apoyados en la estructura. El plano del piso se

dividi en un esquema de emparrillado de vanos regulares en todas direcciones y las

dimensiones de los vanos entre 7.5 y 10 m eran habituales.

Los Prticos a Cortante (Vierendeel) eran bsicamente muy ineficaces para resistir las fuerzas del viento, ya que no podan obtener rigidez de cerramientos integrados en la

estructura y la importancia estructural de la altura era considerable. Se reconoci que el

concepto de prtico a cortante era anti-econmico para estructuras de ms de 35 plantas de

altura

Figura 2.8 Prtico a cortante (Vierendeel)

La idea de que los componentes de acero pueden montarse de varias formas para conformar

un sistema tridimensional general que pueda resistir con eficacia las fuerzas del viento como

un sistema total empez a aparecer en los sesenta.

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La problemtica para la proliferacin de los rascacielos radicaba en los elevados costes de

material para llevar a cabo la estructura. El ingeniero americano FazlurKhan, busc sistemticamente una evolucin lgica de los sistemas de gran altura. Plante el diseo

tubular de las estructuras que rebajaba los costes y se hizo realidad el edificio John Hancock de Chicago con 100 plantas y 344 metros de altura.

Unos aos ms tarde introdujo otro sistema estructural conocido como el BundledTube

(Tubulares agrupados). Con este sistema se construy la Sears Tower con 110 plantas y 442

metros de altura. Se superaba en altura al EmpireState (381m) y su coste por metro cuadrado

era inferior. Adems la estructura concentrada en la fachada daba diafanidad a la arquitectura

interior con lo cual se aumentaba la versatilidad funcional del espacio.

Los desarrollos del Sr. Kahn son, hoy en da, sistemas convencionales de diseo de

rascacielos.

Figura 2.9 John Hancock Center

Cortesa: www.chicagoarchitecture.info

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3. Sistemas Estructurales en Edificios Altos

A continuacin se ofrece una breve exposicin de los sistemas metlicos de gran altura. Las

descripciones de los sistemas son de naturaleza conceptual.

3.1 Sistemas de Prticos a Cortante

En los prticos a cortante o Vierendeel, las vigas y pilares estn unidos rgidamente para

proporcionar resistencia a flexin en las uniones Se colocan en dos direcciones ortogonales

para resistir las fuerzas del viento en ambas direcciones.

Normalmente se utilizan luces entre pilares de entre 6 y 9 m. En estos prticos a cortante, la

principal aportacin a la flecha horizontal bajo carga de viento viene de la flexin de las vigas

y los pilares debida al cizallamiento por el viento y, en menor medida, del acortamiento de los

pilares o del efecto de voladizo.

Figura 3.1 Prtico a Cortante (Vierendeel)

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Un ejemplo destacado de esta expresin es el edificio de Business MensAssurance, en Kansas City, una estructura de 20 plantas construida hacia 1960.

Figura 3.2 Business MensAssurance

En la prctica habitual, los edificios con prticos a cortante puros quedan restringidos a slo

unas pocas plantas de altura, dado que se dispone de otras formas ms eficaces. No

obstante, la forma rectilnea limpia de Vierendeel puede seguir siendo la preferida en casos

en los que otras formas, que incluyen diagonales o cerchas, pueden interferir con la

programacin arquitectnica y espacial. La ineficacia bsica de los edificios de prticos a

cortante proviene de la necesidad de uniones rgidas resistentes al momento, que son caras

de fabricar, adems de que precisan gran cantidad de acero.

La optimizacin de los prticos con sentido prctico se ha centrado en reducir al mnimo el

nmero de tales uniones, sustituir la soldadura in situ por el atornillado y criterios similares.

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3.2 Sistema de Triangulacin y Prtico a Cortante

Si la organizacin del ncleo lo permite, pueden colocarse triangulaciones verticales.

La combinacin del prtico a cortante y los arriostramientos verticales provoca la interaccin

de dos modos de comportamiento,

Prtico a cortante: resiste las fuerzas gravitatorias.

Sistema en voladizo: resiste las fuerzas del viento y proporcionan rigidez lateral con ms eficacia que los prticos a cortante.

Figura 3.3 Prtico a cortante con triangulacin

En este sistema estructural coexisten dos tipologas estructurales y en definitiva cada uno de

ellas contribuye a suplir las carencias de la otra. La deformacin del prtico a cortante es

distinta a la deformacin del sistema en celosa. Bajo la suposicin de diafragmas rgidos en

los forjados de cada planta, las deformaciones de ambos tipos de estructura estn obligadas

a igualarse y as la deformada ser la de un modelo intermedio. En los pisos inferiores, el

prtico a cortante se deforma mucho y el prtico en voladizo se deforma menos. As, en los

pisos inferiores el prtico a cortante absorber la mayor parte del esfuerzo a cortante de las

cargas externas. En los pisos superiores, por el contrario, la deformacin relativa del prtico a

cortante es pequea y la del sistema en voladizo es mayor. En este caso, el sistema en

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voladizo absorbe las cargas de cortante y el prtico a cortante se cuelga del sistema en

voladizo.

Este tipo de sistema interactivo tiene un gran campo de aplicacin en estructuras entre 10 y

40 plantas. En edificios ms bajos, puede suprimirse el efecto rigidizador del prtico, con el

resultado de que slo los ncleos en celosa soportan todas las fuerzas del viento.

3.3 Arriostramientos en forma de K, o X.

La forma de K: las diagonales no participan mucho en soportar la carga gravitatoria y, por

tanto, pueden proyectarse para esfuerzos axiales debidos al viento.

La forma de X: las fuerzas axiales gravitatorias pueden dominar el diseo de las diagonales.

3.4 Prticos a cortante, Celosas Verticales, Perimetrales y de Conexin

Los prticos a cortante y las celosas en el ncleo pueden enlazarse por medio de un sistema

de celosas intermedias y perimetrales que se colocan a nivel del forjado, donde no

interferirn con la planificacin del espacio interior.

El anlisis de la curva de flexin muestra dos efectos de rigidizacin:

Uno relacionado con la participacin de los pilares externos en un modo de voladizo de

toda la anchura del edificio.

El otro relacionado con la rigidizacin del prtico de la fachada gracias a las celosas

perimetrales.

Comparando sistemas de celosa y prtico a cortante sin estas celosas, pueden conseguirse

aumentos de la rigidez general hasta del 25%

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Figura 3.4 Prtico a cortante con triangulacin

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Un ejemplo de este tipo de edificios es el Wisconsin Centre, en Milwaukee, un edificio de 42 plantas estructurado de esta forma.

Figura 3.5 Wisconsin Centre

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3.5 El Tubo Porticado

Si el prtico a cortante de la fachada se refuerza reduciendo la distancia entre pilares

yaumentando las dimensiones de las barras y si tales prticos son continuos en las esquinas,

el prtico general se transforma en un tubo en voladizo, empotrado en el suelo.

La eficacia del voladizo depende de la minimizacin de la parte de flecha horizontal debida al

prtico a cortante. Un objetivo bsico es reducir este componente a menos del 25% de la

flecha horizontal total de forma que la deformacin predominante sea la de un sistema en

voladizo.

Figura 3.6 Eficacia voladizo respecto el prtico a cortante

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Si se colocan dichos prticos en las cuatro caras de una torre se obtiene una configuracin

tubular hueca.

El sistema de tubo porticado se utiliz por primera vez, realizado con hormign armado, a

mediados de los sesenta. El sistema se adopt posteriormente para edificios de acero. Las

proporciones del tubo porticado exigen elementos anchos tanto para vigas como para pilares

y las uniones deben ser rgidas. Con hormign, la unin rgida se consigue mediante

hormign realizado in situ, mientras que con acero es necesario soldar las uniones para

conseguir rigidez y armar chapas para tener secciones grandes.

La utilizacin de un Mdulo de rbol prefabricado para tubos porticados en el que todas las soldaduras se realizan en el taller en posicin horizontal, ha hecho los tubos porticados de

acero ms prcticos y efectivos.

Figura 3.7 Mdulo de rbol

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Posteriormente, se montan los rboles atornillndolos por la parte central de las vigas.

Los edificios de tubos porticados de acero implican distancias entre pilares de 3 a 5m en el

exterior que pueden mantenerse o, si es preciso, aumentarse a distancias mayores en las

plantas inferiores para acoger las actividades habituales al nivel de la calle. Estos sistemas

tubulares se han utilizado ampliamente en estructuras entre 30 y 110 plantas de altura.

Un ejemplo destacado fue el WorldTrade Centre de Nueva York.

La siguiente figura muestra una configuracin plana concreta utilizada como tubo porticado. Si

se mantiene la proporcionalidad de los elementos de los tubos, cualquier forma global cerrada

puede utilizarse como sistema tubular.

Figura 3.8 Tubo porticado

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3.6 El Tubo Triangulado

La estructura ms eficaz actuando como voladizo es el sistema triangulado exterior. Este

sistema se utiliz por primera vez en el John Hancock Centre de Chicago,

Figura 3.9 John Hancock Centre

Cortesa: www.urbanity.es

El sistema es bsicamente un tubo reticulado en el que las diagonales no slo actan como

cerchas en el plano sino que interaccionan con las celosas de las fachadas perpendiculares

para desarrollar la accin de tubo. Una importante ventaja del tubo reticulado es que elimina

la necesidad de tener los pilares poco separados del tubo porticado ya que los

arriostramientos evitan el fenmeno de retraso por cortante.

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En el John Hancock Center, la separacin de los pilares de la cara larga es de 12,2 m y en la

corta de 7,62m. Otra ventaja de este tubo es que el interior est libre de estructuras para

resistir la accin del viento. Por tanto, es ptimo para edificios multifuncionales.

El sistema se completa con los pilares interiores precisos y un sencillo entramado de forjado.

Sabas que

La estructura de 100 plantas y 337,5 m de altura del John Hancock slo precis 141,8 kg de acero

por metro cuadrado de superficie bruta de forjado. El clculo de la mayora de los elementos fue

condicionado por las fuerzas gravitatorias, ms que por las del viento. La fabricacin de uniones en

el taller y su atornillado insitu permitieron tcnicas de fabricacin y montaje ms sencillas. La

estructura claramente disciplinada estableci la base de la arquitectura exterior de este edificio.

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3.7 Sistema de Tubos Agrupados o Tubo Modular

La necesidad de una modulacin vertical lgica ha creado una variacin de la estructura

tubular basada en el agrupamiento de tubos de menor tamao, cada uno de los cuales

alcanza una altura distinta. Esta variacin se ejemplifica en el sistema de tubos agrupados de

las Torres Sears de Chicago:

Figura 3.10 Torres Sears

Este edificio aport una nueva forma genrica para estructuras denominadas de tubos

agrupados En la torre Sears, el tubo empaquetado est formado por mdulos cuadrados de

22,86 m. Estos tubos alcanzan alturas distintas y finalizan cuando, arquitectnica y

estructuralmente, ya no son precisos. Las paredes del tubo estn formadas por soportes a

4,57 m entre ejes y vigas de canto en cada piso. La introduccin de lneas de tubo porticado

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en el interior redujo notablemente la influencia del efecto del retraso de cortante que

presentan los tubos exteriores de grandes dimensiones.

Una importante ventaja del sistema de los tubos agrupados es la gran resistencia a la torsin, que ayuda a absorber los esfuerzos laterales debidos a la asimetra. Adems de cumplir los criterios de deformacin y resistencia frente al viento, son precisas la

especificacin de los elementos y uniones en busca de la ductilidad y una adecuada

secuencia de formacin de rtulas plsticas. Si se utilizan vigas de mayor canto se consigue

mayor eficacia tubular. No obstante, esta ventaja tiene que adecuarse al principio de pilar

fuerte y viga dbil para garantizar las rtulas plsticas en la viga.

La torre del Allied Bank de Houston, de 75 plantas y 296 m, es otro ejemplo de la aplicacin del tubo de estructura agrupada.

Figura 3.11 Allied Bank

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31

Figura 3.12 Esquema planta del Allied Bank

Est formado por dos cuartos de crculo colocados antisimtricamente hacia el eje tubular.

Las distancias entre ejes de los pilares son de 4,57 m, con la construccin tipo rbol

habitual. El sistema tambin utiliza dos celosas verticales en el ncleo, conectados al tubo exterior por medio de una celosa de conexin y perimetral. Gracias a la participacin de las

celosas se consigue una gran mejora del comportamiento tubular.

Este sistema incorpora, por tanto, elementos del tubo porticado, de los tubos agrupados y de

los sistemas de celosas de zunchos y vigas en voladizo.

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32

3.8 Sistemas de tubos compuestos

El primer Canadian Centre de Calgary, Canad, est formado por dos torres y un pabelln paralelo de diez plantas ubicados en un terreno en forma de L. Las torres tienen 64 y 43

plantas. Para este prominente lugar en forma de L era muy deseable una forma que

proporcionara vistas diagonales sobre las montaas y sobre la ciudad.

Figura 3.13 Canadian Centre

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33

Ambas torres tienen formas similares, constituidas bsicamente por un paralelogramo con

esquinas truncadas y vueltas hacia el interior. El concepto estructural se basa en un doble

tubo formado por uno porticado exterior de hormign armadoy uno interior de pantallas. El sistema, mostrado

diseño de vigas alveolares

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