Como decíamos antes, detrás de cada gran obra no solo hay un gran arquitecto (u oficina), sino también un consultor: paisajismo, fachadas, sistemas, estructuras, etc.
Un buen ejemplo de esto fue la estructura de la Torre Agbar, de Jean Nouvel con b720. A primera vista queda claro que es una estructura bastante particular, que requirió de bastante trabajo por detrás para poder llevarse a cabo.
La empresa detrás de ingeniarselas para poder levantar la estructura de esta torre fue BOMA SL, quienes nos han facilitado un completo documento sobre el proceso de construcción de la torre Agbar. A continuación, presentamos el apartado de la estructura de la torre. En los PDFs descargables podrán encontrar toda la información sobre los cimientos, el subterráneo con auditorio, el núcleo y la cúpula. Recomiendo mucho hecharle un vistazo a este trabajo, ya que deja bien en claro diversos aspectos de la ingenieria detrás de una estructura, que permiten darse cuenta de ciertas claves al momento de proyectar.
Estructura de la torre – Muro exterior
Como ya se ha manifestado anteriormente, el planteamiento de la torre consiste en una edificación en altura de 141.5m sobre la cota de rasante que presenta una planta de geometría más o menos elíptica de ejes 39.40m y 35.42m. La estructura vertical de carga se resuelve hasta los 110 primeros metros sobre rasante mediante un cilindro exterior, proyectado como un muro de hormigón armado, y otro cilindro interior, no concéntrico con el anterior, proyectado igualmente en hormigón armado. Sobre estos dos cilindros de carga se van apoyando los diferentes forjados. La resistencia característica del hormigón vuelve a ser típicamente de 35N/mm2. A partir de la cota 110m los forjados se sustentan en voladizo desde el núcleo interior, sin contacto con el perímetro exterior, que asciende hasta la cota 132m; estos forjados se corresponden con las cinco últimas plantas, las de dirección. Cerrando todo el conjunto nace, desde la cota 110m del muro exterior, una cúpula resuelta en acero y vidrio.
El muro exterior arranca en la cimentación y asciende hasta la planta 26, a unos 110m sobre la rasante de la calle, como ya se ha comentado. La pared presenta de entrada una singularidad determinante: el planteamiento del proyecto arquitectónico a la hora de diseñar las oberturas necesarias en cualquier paramento para satisfacer las necesidades de los espacios interiores. El muro en cuestión contempla una retícula teórica, de módulo cercano a los 92.5cm por 92.5cm, que cubre toda la fachada; sujeto siempre a esta retícula se disponen las aberturas de un modo aparentemente aleatorio. Es este hecho el que obliga a que el perímetro exterior sea un gran muro de carga de hormigón armado, ya que no permite el planteamiento de pórtico alguno, o siquiera el transito vertical de la carga hasta la cimentación, resultando por tanto que se proyecta un muro de hormigón armado “in situ” que contempla las oquedades del diseño.
El grueso del elemento en cuestión es variable, de manera que contempla diferentes espesores para ciertos tramos, conservando dentro de cada tramo, eso sí, una anchura constante. Así, en toda la profundidad de los sótanos el grueso proyectado es de 50cm. Una vez por encima de la Planta Baja se consideran tres tramos, cuyos límites vienen a coincidir con la división de los 110 primeros metros de la torre en tercios. En el primer tercio el espesor consignado se mantiene en los 50cm, en el segundo se pasa a los 40cm, mientras que el último tercio se trabaja con un ancho de 30cm. El intradós del muro asciende de manera continua, de modo que los cambios de espesor explicitados se producen siempre por la cara exterior del paramento.
Cabe decir que, cuando el muro se sitúa en el entorno de la cota 76.5m de proyecto, comienza a inclinarse sobre sí mismo, formando una curva poligonal hasta la Planta 26; cada tramo recto de dicha poligonal transcurre de forjado a forjado.
Al optar por dos cilindros elípticos de hormigón armado para sustentar los sucesivos forjados, muro exterior y núcleo interior, de manera que uno contiene a otro mucho menor en su interior, resulta evidente que es el exterior el que va a encargarse de la estabilización del edificio frente a la actuación de las acciones transversales, por su mucha mayor inercia respecto al interior. Asimismo, cabe significar que la esbeltez máxima de la torre es calificable de moderada, hecho que, sumado a la condición elíptica de la planta, provoca que la incidencia de las cargas horizontales debidas a la acción del viento no sea muy relevante en el comportamiento resistente global. Por otra parte conviene reseñar que las acciones derivadas de un hipotético movimiento sísmico, en base a lo establecido por la norma de referencia, Norma de Construcción Sismorresistente: Parte General y Edificación NCSE-94, resultan en este caso de menor intensidad que las provocadas por el viento.
Para el armado del muro podía descartarse de entrada cualquier método convencional de colocación de mallazos de armadura y refuerzos, debido a la irregularidad de cualquier sector de muro; al efecto se concibió un sistema a base de jaulas de armadura de un ancho igual al valor del módulo base, 92.5cm, que se ligaban posteriormente con la armadura horizontal correspondiente y complementadas con armadura de refuerzo allá donde los mayores grados de solicitación lo exigiesen.
Las jaulas de diez módulos de ancho se montan a pie de obra sobre una estructura auxiliar adecuada a los radios de cada sector de planta, que permite que la jaula se conforme con la curvatura exigida. Para la construcción del muro se ha hecho uso de un encofrado autotrepante.
Uno de los elementos estructurales más singulares del muro que nos ocupa se halla en el encuentro en arista que se produce en bastantes casos entre dos módulos de ventana. Al efecto, se ha proyectado un elemento resistente a modo de cruz de acero, que recibe la carga de la parte superior de hormigón armado a través de un conjunto de conectores tipo “Nelson” que, concentrándola en una pequeña arista de acero, diseñada siempre en régimen elástico, pasa después a disiparla en la parte inferior, devolviéndole por tanto la carga al hormigón armado, de nuevo a través de un conjunto de conectores del mismo tipo. Como elemento fundamental de ayuda a la captación y disipación de la carga se proyectan en unos casos unas armaduras a 45º soldadas al elemento de cruz, tanto en la parte superior como en la inferior, y en otros casos se consignan dos perfiles laminados del tipo HEB, igualmente oblicuos, y soldados convenientemente a la mencionada cruz.
Unas de las solicitaciones debidas a los medios auxiliares de la construcción que han afectado en mayor medida al proceso de ejecución de la estructura son las generadas por las acciones de las grúas de altura que se arriostran contra la torre para la consecución de su estabilidad; al respecto, cabe significar que la construcción de los muros de hormigón, tanto el exterior como el interior, avanza inicialmente con mayor celeridad que la construcción de los forjados, de manera que los mencionados muros quedan, en cierta medida, en falso ante los empujes de la grúa que, si bien no suponen un problema relevante respecto al comportamiento global, si que lo suponían a nivel local. Para equilibrar esta desfavorable situación se han debido colocar en algunos casos un cierto número de vigas de forjado antes de lo estrictamente necesario para la construcción de los propios forjados.
Por lo que refiere al análisis estructural del elemento que nos ocupa, cabe manifestar que previo al estricto cálculo, se procedió a un trabajo exhaustivo de ubicación de los huecos de ventanas, conjuntamente con el equipo de arquitectura, una a una, y planta a planta, fijando criterios de distorsión del descenso de cargas, luz máxima de los dinteles, etc. Posteriormente se procedió a la modelización completa del muro, incluidos forjados y núcleo, mediante una malla de elementos finitos laminares, procediendo en primera instancia a su cálculo en régimen elástico. Una vez realizado este cálculo se detectaron las zonas de mayor solicitación y gradiente tensional, las cuales se han estudiado bajo la condición de no linealidad mecánica con mallas de elementos finitos más refinadas; igualmente para la obtención de la armadura de los elementos de muro más esbeltos, semejantes a pilares, se han tenido en cuenta los procesos habituales de no linealidad geométrica (pandeo).
