Este blog nace con el objetivo de poder comentar de manera más rápida y fluída las obras que realizamos desde Berra Ingenieros 2005. La posibilidad de interactuar con nuestros amigos es sumamente enriquecedora, por lo que os animamos a que publiquéis los comentarios que creáis más oportunos. Os agradecemos el interés en dedicar unos minutos a compartir con nosotros esta experiencia que se ha convertido en parte fundamental de nuestras vidas.
Berra Ingenieros ha desarrollado el proyecto del Centro de Biotecnología y Genómica para la Universidad politécnica de Madrid.
El edificio, ejecutado por DRAGADOS, con un presupuesto de ejecución cercano a los 8.4 millones de euros, está ubicado en el Parque Científico y Tecnológico de la Universidad Politécnica de Madrid, en el Campus de Montegancedo.
El edificio principal tiene unos 8.000 metros cuadrados, repartidos en 4 plantas. La solución estructural propuesta consiste en losas macizas de hormigón armado.
El equipo de Berra Ingenieros 2005, os desea una Feliz Navidad y Próspero año 2012.
Durante el año 2011 hemos tenido 21.000 visitas. Seguiremos publicando artículos en el blog para compartir con todos vosotros nuestros proyectos y experiencias. Gracias por seguirnos.
En esta ocasión os presentamos una incidencia que se tuvo en una obra, para la cual hicimos la asistencia técnica.
Las pantallas contínuas que conformaban la contención perimetral de las tierras, eran de gran altura (unos 40m). La jaula de armadura de las pantallas se dispuso de una sóla pieza, por lo que al realizar el izado de las mismas mediante las gúas, las jaulas se doblaron.
Como se puede ver en las siguientes fotos, la jaula trabaja como una viga contínua para su propio peso. Es evidente que ésta no está preparada para tanta luz, lo que se podría haber resuelto con rigidizadores más grandes (pero poco económico). Sin embargo, resulta más evidente que el número de puntos en los que se sujetó la jaula no era suficiente.
Los empalmes mecánicos o "manguitos" son una buena solución estructural en algunos casos.
Cuando la armadura requerida es elevada, la ejecución de solapes tradicionales puede resultar en un incremento de barras en nudos o zonas complicadas, implicando dificultades de hormigonado.
Este tipo de soluciones la hemos empleado en diferentes proyectos, sobretodo en aquellos en los que las cuantías de armado son más elevadas de lo habitual, por la exigencia de dimensiones de arquitectura, por luces o cargas más elevadas de lo normal.
Adicionalmente, cuando se trata de ejecutar la obra por fases muy distanciadas en el tempo (como en ampliaciones previstas pero no ejecutadas en orígen), es interesante dejar las esperas ya preparadas con manguitos de empalme, para cuando se ejecuten las nuevas fases, al descubrir la estructura existente, ésta ya esté preparada para realizar el solape de barras correctamente. Un ejemplo de esta situación se nos presentó en la obra de la Nueva Estación del Ave de Girona (ver post sobre esta obra).
Adjuntamos algunas fotos en algunas de nuestras obras en las que hemos empleado este sistema de empalme:
El nuevo instituto de Peñas Negras, ubicado en Mora, tiene como anexo un espacio polideportivo de sección rectangular de dimensiones aproximadas de 47x36 m.
El proyecto de arquitectura ha sido desarrollado por TASH.
En la siguiente infografía se puede ver el polideportivo a la izquierda de la imágen, en color oscuro:
La solución estructural propuesta ha sido la disposición de cerchas metálicas de 36m de luz, separadas entre sí unos 4.40 m (excepto en los extremos del edificio que se separan 5.5m).
Las cerchas han sido resueltas mediante perfiles HEB, para un canto entre ejes de cordón superior e inferior de 2.71m. Las cerchas se han resuelto sin montantes verticales, para permitir el paso de las instalaciones.
En las alineaciones de fachada 1 y 11, se disponen los arriostramientos contra viento en la dimensión corta. En las alineaciones A y D se disponen los arriostramientos contra viento en la dirección larga. Adicionalmente, se dispone un arriostramiento intermedio para reducir el pandeo del cordón comprimido (pero sin bajar éste a cimentación).
Se ha prestado especial cuidado a los detalles de ejecución, identificando claramente los nudos y su forma de resolverlos, acotando soldaduras y procesos de ejecución.
Adicionalmente, también se han resuelto los detalles de graderíos.
El proyecto de hospitalización del nuevo hospital general de Toledo es singular en muchos aspectos (algunos de los cuales ya ha sido objeto de post anteriores, y otro lo serán en post sucesivos). Como resumen, diremos que se trata de cinco módulos, estando formados cada uno de ellos por dos vanos de 36 y 32 m respectivamente, resueltos mediante estructura metálica apoyada en núcleos de hormigón.
Estas estructuras metálicas se resuelven mediante dos potentes niveles de celosías situadas en los niveles +2 y +8 de las que cuelgan o apoyan los tirantes/pilares.
El objeto de este post es daros a conocer un elemento singular de esta compleja estructura, como son las uniones bulonadas. Se adoptó esta solución por dos motivos fundamentalmente, uno de concepto estructural y otro de ejecución. Se debía articular las uniones porque el tamaño del elemento vertical estaba limitado por la arquitectura y se quería solucionar con perfiles laminados (por economía), y se quería evitar las soldaduras en estados de rotura frágil (tirantes, soldadura en techo, espesores grandes de chapa...).
El bulón se precribió como 42 CrMo4 con un tratamiento térmico de templado y revenido (QT). Esto es debido a la necesidad de que el bulón sea "duro" para evitar que en su normal funcionamiento se formen "surcos". Además, el núcleo del mismo debía tener un comportamiento dúctil. Como el tamaño (diámetro) del bulón no era estándard, se partió del normalizado inmediatamente superior y se mecanizó hasta obtener el diámetro de proyecto.
Este proceso de mecanizado se controló para que la pérdida de dureza que provoca el mecanizado fuese aceptable para el bulón final. Se midieron durezas (HRC y HB según UNE EN 10083-1) y se hizo un control mediante partículas magnéticas e inspección visual (ésta al 100%).
Otro elemento de la unión bulonada son las aletas. Debido al poco espacio disponible, se acudió a una solución de tres aletas, lo que unido a la solicitación del bulón (de hasta 111 Toneladas) hizo que éstas aletas fuesen de un espesor importante (35mm). Éste espesor y la necesidad de soldadura de penetración completa (pc) hizo que se cuidase de manera especial el diseño de los biseles.
Las aletas se sueldan a placas de testa dispuestas en los pilares/tirante. Éstas placas, al trabajar en el sentido perpendicular a la dirección de laminación y ser de espesor importante, se exigieron ultrasonadas para evitar posibles problemas de deshojamiento.
La unión de los pilares/tirantes a la estructura horizontal se da en dos situaciones, a cordón de celosía o a viga de planta. En ambos casos se estudió la necesidad de reforzar las almas de estos elementos, dándose situaciones variadas.
Como conclusión, comentar que el empleo de este tipo de unión debe ser muy cuidadoso, tanto en el diseño como en su ejecución y control.
Os queremos presentar HOSPITALARIA CONSULTING, empresa especializada en el asesoramiento en el sector socio sanitario.
Hospitalaria Consulting está formado por un equipo Gestor de Proyecto y por una amplia base de consultores especializados en las diferentes ramas del sector sanitario.
Berra Ingenieros participa de esta experiencia como asesor de ingeniería estructural. Además, Hospitalaria Consulting cuenta con la colaboración de empresas de reconocido prestigio en el sector de la infraestructura hospitalaria.
Ofrecemos un servicio integral en la realización de infraestructuras socio sanitarias. Además, ofrecemos asesoría y desarrollo en:
Hemos desarrollado recientemente el proyecto de rehabilitación de un edificio situado en la calle Velázquez, en Madrid.
El buen estado de los forjados contrasta con el mal estado de los pilares, por lo que estos últimos, así como sus cimentaciones, se han reforzado en toda la altura.
Los forjados existentes son forjados unidireccionales de hormigón armado.
El refuerzo de los pilares de hormigón, se ha llevado a cabo mediante refuerzo metálico consistente en angulares en las esquinas de los pilares unidos mediante presillas (pilares empresillados). Para recibir las cargas de las vigas principales que conforman el forjado, se han dispuesto ménsulas cortas metálicas en cabeza de pilares.
En cuanto a las zapatas, se han reforzado mediante el recrecido de las mismas mediante una viga perimetral, debidamente conectada al hormigón de la zapata existente.
La rehabilitación de hospitales en uso es una disciplina del refuerzo estructural que tiene características propias.
En primer lugar, la imposibilidad de dejar al edificio sin uso durante el tiempo que dure la rehabilitación, condiciona totalmente los plazos y el orden de ejecución de los trabajos.
En segundo lugar, no siempre se dispone de información suficiente sobre la estructura existente. En casi todos los casos es necesario realizar calas o descubrir la estructura para ver cómo es y en qué estado se encuentra.
En tercer lugar, la estructura a plantear, viene condicionada por muchos parámetros, como la accesibilidad al elemento a reforzar, la posibilidad de llevar el material hasta el punto de refuerzo (por ejemplo, si se disponen de perfiles metálicos de gran luz que no sea fácil llevar hasta el tajo), la necesidad de mantener cotas de acabado o alturas libres con respecto al resto del edificio, etc.
Sobre los elementos existentes, es siempre interesante plantear y discutir alternativas.
Las rehabilitaciones o refuerzos de edificios en uso, deben siempre realizarse por fases, buscando siempre limitar las inevitables interferencias que se producen. Para ello, la colaboración entre el estudio de arquitectura y el de estructura es siempre fundamental.
Os presentamos el proyecto de estructura realizado en la zona de más desarrollo de la ciudad de Madrid para los próximos años. Estamos hablando de la promoción residencial "Retiro de Valdebebas", que consta de 199 viviendas, con garajes y trasteros.
El proyecto de arquitectura es del Estudio de Arquitectura TOUZA&ASOCIADOS (www.touza.com) cuya dilatada experiencia en el sector residencial les convierte en un referente. Os recomendamos una visita por su página web.
El edificio dispone de dos sótanos (destinados a garajes y trasteros), planta baja (donde encontramos los accesos, zonas comunes, piscina, gymnasio, etc.) y de diez plantas sobre rasante para las viviendas y cubiertas, más una planta de casetones. En cuanto a los sótanos y planta baja tienen forma rectangular de unos 73.50 metros x 72.00 metros. En cuanto a los niveles sobre rasante, la geometría se retranquea formando una "U", con lados que van desde los 62.00 metros hasta los 72.00 metros de largo, y de 14.00 metros de ancho. Este esquema permite la correcta distribución de viviendas en los diferentes portales de acceso de planta baja y con las diferentes comunicaciones con las plazas de garaje y trasteros.
Uno de los detalles más significativos de esta arquitectura son los salientes que van en las esquinas del edificio mediante perfiles metálicos revestidos con materiales muy ligeros, así como las diferentes pérgolas de las terrazas de los niveles superiores. Otra seña de identidad de este edificio son los miradores que salen en las viviendas, proporcionando más luminosidad a las mismas.
La estructura se ha resuelto mediante pilares de hormigón y forjados de losas macizas de diferentes espesores. Los forjados se han planteado con losa por la gran cantidad de huecos y por las diferentes luces y posición de pilares. A su vez, se eligió esta tipología por la necesidad de ajustar los cantos por temas de alturas de edificio y que se cumplieran con las deformaciones admisibles por normativa.
En cuanto a la tipología de cimentación, se ha realizado losa de cimentación por la presencia de agua según informe geotécnico, y de dos espesores en función del número de plantas que hay por encima (para la zona central del edificio se ha ido a losas de 45 cm y para las zona de viviendas a losas de 85cm). Perimetralmente se ha realizado la contención de tierras mediante pantallas continuas de espesor 55 cm.
Como continuación al post de ESTRUCTURA METÁLICA (I), avanzamos un poco más en la definición de determinados aspectos importantes en el diseño y ejecución de nudos.
En este post vamos a intentar acercarnos a un tema muy complejo y de gran extensión dentro del diseño de uniones soldadas que es la preparación de bordes. Aunque el diseño de la unión lo debe (y así está recogido en la normativa) realizar el taller, es necesario conocer la casuística para poder en nuestros proyectos prediseñar y valorar de manera correcta estas uniones.
Resulta difícil conseguir una penetración completa, uniforme y sin desfondamientos de material desde una sola cara. Para conseguirla lo mas perfecta posible se pueden aplicar distintas soluciones:
Separar los bordes: limitado por la necesidad de sostener el caldo fundido.
Separar los bordes y poner un respaldo.
Preparar los bordes hasta abrirse paso hasta el fondo de la junta.
En el siguiente croquis vemos los parámetros que definen la preparación y cuya variabilidad va a dar lugar a distintas soluciones:
La abertura de la junta debe ser la necesaria para que además de poder tener movilidad para soldar, puedan acceder al fondo la fuente de calor el material de aportación y la protección. Si es pequeña se tiene riesgos de faltasde fusión y/o penetración, y si es muy grande se incurrirán en consumos excesivos y grandes deformaciones.
El talón sirve para tener una buena raíz y evitar desfondamientos pero un valor excesivo puede provocar faltas de fusión.
Con la separación ocurre parecido que con la abertura, si es grande se pueden producir desfondamientos, y si es pequeña, faltas de penetración.
Existen multitud de recomendaciones en la normativa sobre las preparaciones de bordes ( UNE 9692, AWS…).
Además de los parámetros indicados las piezas a unir se preparan con bordes rectos, en v, en x, en u y doble u, asimétricos…
Nosotros, a modo de resumen, damos las siguientes “recomendaciones” en relación al tipo de preparación de bordes, dejando los parámetros a la normativa que os hemos indicado y a la experiencia, y entendiendo que estas “recomendaciones” tienen muchas variables y matices:
Preparación con bordes rectos: solo para espesores relativamente finos (max.4-5 mm)
Preparación con bordes en V: válido para cualquier espesor, pero recomendable hasta 25 mm.
Preparación con bordes en X: solo si la unión es accesible por ambos lados, más recomendable cuánto mayor sea el espesor.
Preparación con bordes en U y doble U: preparación costosa pero reducen mucho el volumen de soldadura en espesores grandes.
Preparación con bordes asimétricos: generalmente impuestos por la posición.
Este emblemático hospital de la comunidad de Madrid ha sido reformado y ampliado recientemente. El proyecto de arquitectura corresponde al estudio EACSN, cuya dilatada experiencia en este tipo de actuaciones hace que el resultado sea el esperado por todos.
Se trata de una ampliación del edificio existente de aproximadamente 4000 metros cuadrados, y consta de planta cimentación y de cuatro niveles más por encima. En planta sótano se encuentran los nuevos aljibes, almacenes y cuartos de instalaciones. En planta baja se encuentra el acceso a urgencias y salas de consultas. En planta primera los nuevos quirófanos y paritorios. En planta segunda se encuentran despachos y la nueva sala destinada a la U.V.I. Y finalmente en planta tercera se encuentran las instalaciones de cubierta y el casetón.
No solo se trata de hacer un nuevo edificio. Debe existir una buena conexión entre el proyecto de arquitectura y estructura. Por un lado la distribución de usos que de servicio a las nuevas necesidades del hospital y conseguir que el impacto de la ejecución sea el menor posible, ya que se trata de un hospital en uso, son los principales condicionantes de estas actuaciones. Por lo tanto, se realizaron calas de la estructura existente en la zona de conexión y se realizó el diseño estructural adecuado a todos los condicionantes previos. Por un lado la parte nueva se resolvió mediante pilares y forjados de hormigón armado, mientras que la zona de conexión se resolvió mediante pilares metálicos y forjados de chapa sobre vigas y correas IPN.
Como siempre, nos gusta mostrar el resultado final de nuestros proyectos. En este caso os mostramos el centro de salud Juan de Austria, situado en la localidad madrileña de Alcalá de Henares, que realizamos junto al prestigioso estudio de arquitectura EACSN.
Se trata de un edifico en forma de "L" de unos 6.000 metros cuadrados, y consta de planta cimentación y de cuatro niveles más por encima. La cimentación se ha resuelto mediante zapatas con tensión admisible del terreno de 2.5 Kg/cm2. Generalmente las luces son de 7.50 metros y los forjados se han resuelto mediante losas macizas. En la cubierta se encuentran los cuartos de instalaciones y un entramado de perfiles metálicos a modo de pérgola arquitectónica.
El edificio dispone de un patio interior (muy característico en los edificios de caracter sanitario) y grandes ventanales en salas de espera que permiten la entrada de luz natural al centro.
En esta ocasión vamos a hablar de los distintos tipos de ensayos no destructivos (END) que se utilizan para comprobar soldaduras en las estructuras metálicas.
Los END permiten la inspeccióndel 100% de las uniones sin inutilizar un número de muestras cómo ocurre en el caso de que se realicen ensayos destructivos.
Los END son un ejercicio detallado y complejo que ayuda a conocer la fiabilidad de una unión soldada y, por tanto, su calidad.
Principalmente los END que se utilizan en estructuras metálicas son:
-Inspección visual
-Líquidos penetrantes
-Partículas magnéticas
-Ultrasonidos
INSPECCIÓN VISUAL
La inspección visual empieza con la llegada del material a los almacenes y termina cuando el inspector examina el equipo acabado, marca las zonas a reparar y completa su informe de inspección.
Los defectos que se pueden detectar con una correcta inspección visual son:
Falta de fusión
Falta de penetración
Mordeduras
Falta de material de aportación
Escorias
Óxidos
Cascarillas
Grietas
Cebados del arco
Deformaciones….
Como podéis ver son una gran cantidad de defectos los que se pueden detectar mediante inspección visual y que, ejecutada correctamente, nos sirve de mucho.
LÍQUIDOS PENETRANTES
Este ensayo se realiza sobre la soldadura ejecutada y permite detectar discontinuidades abiertas a la superficie.
El proceso de inspección mediante líquidos penetrantes constade varias fases:
Preparación de la superficie
Aplicación del penetrante
Aplicación del emulsificador
Difusión del emulsificador en el penetrante
Lavado del penetrante emulsionado
Aplicación del revelador
Inspección.
Los defectos que se pueden detectar con este ensayo son:
Grietas (de fatiga,de contracción, de temple…)
Falta de fusión
Rechupes
Sopladuras internas
Porosidades…
PARTÍCULAS MAGNÉTICAS
Este ensayo se realiza sobre la soldadura ejecutada y permite detectar discontinuidades abiertas a la superficie.
El proceso de inspección mediante partículas magnéticas constade varias fases:
Magnetización de la pieza
Aplicación de las partículas magnéticas
Interpretación de las indicaciones
Desmagnetización.
Los defectos que se pueden detectar con este ensayo son:
Grietas superficiales
Discontinuidades superficiales
Heterogeneidades
Cavidades
Poros…
ULTRASONIDOS
Este ensayo se realiza sobre la soldadura ejecutada y permite detectar heterogeneidades, caracterizar materiales, medir espesores…
Si en todos los END´S es fundamental la experiencia de quién realiza el ensayo para saber interpretar las indicaciones, en este todavía es más importante.
Este tipo de ensayo será objeto de un post específico debido a la gran cantidad de información que de él ,realizado correctamente se puede obtener.
Os queremos mostrar cómo hemos resuelto el detalle de una viga salvapilar que recibe la carga de un pilar en su centro de vano, e interfiere con la viga de hormigón que recoge la carga de un forjado de viguetas.
La estructura corresponde a un edificio de 120 viviendas, resuelta mediante forjados de vigueta y bovedilla y pilares metálicos.
En una determinada alineación, uno de los pilares no puede continuar en las plantas superiores, debiendo arrancar uno nuevo en otra posición. Por lo tanto, es necesario disponer de una viga salvapilar.
La viga se ha dispuesto metálica, por tener un comportamiento óptimo a tiempo infinito, y por minimizar el canto. Sin embargo, esto plantea problemas adicionales:
Cómo resolver el apoyo de las viguetas en la viga metálica
Cómo resolver el encuentro de la viga metálica con la viga de hormigón de fachada
En el primer caso, la opción ha sido la de colocar un angular corrido soldado al alma de la viga metálica, sobre la que apoyar las viguetas pretensadas. En el croquis siguiente, puede verse la solución planteada para una viga salva pilar interior:
El segundo problema, se produce al no poder conectar la viga de hormigón al pilar metálico, al encontrarse éste interrumpido por la viga metálica.
En este caso, se optó por sujetar "por debajo" la viga de hormigón mediante una ménsula corta ejecutada mediante un casquillo de HEB en prolongación con la viga metálica. De esta manera, el ala comprimida del casquillo tiene continuidad con el ala inferior de la viga, y el ala traccionada tiene continuidad mediante la colocación de una chapa soldada al alma de la viga metálica, evitando de esta manera transmitir momentos al pilar (que es un perfil tubular, mucho menos rígido que la viga salvapilar).
En la siguiente foto y croquis se puede ver la solución propuesta y la ejecutada. Puede verse que en la solución ejecutada, por error, se llevó la rigidización comentada, a lo largo de toda la viga, aunque la idea era no pasarla nada más que unos cm. Evidentemente, la solución ejecutada no era necesaria, pero no tiene mayor importancia:
En el año 2008 hicimos la estructura de un paso superior sobre la M-408, para la nueva línea de tranvía de Parla.
Se trata del paso que está junto a la plaza de toros de la localidad madrileña:
La estructura, que salva dos vanos de 15 m de luz, se resolvió mediante losa maciza de hormigón armado de 1.0 m de espesor, apoyada sobre estribos cerrados y una línea de apoyos centrales conformados por triple fuste de sección octogonal.
La cimentación de estribos y pilas es directa, mediante zapatas.
Adicionalmente, se dejó previsto en proyecto, la posible ampliación del tablero para la ejecución de un carril bici.
