Tal como se mencionó en la edición anterior,
todos los componentes prefabricados se caracterizan por una sección
transversal esbelta, alta resistencia del concreto, y calidad de ejecución.
Columnas
La aplicación de concreto autocompactante de alta resistencia
fue clave en el diseño y realización de las columnas redondas
prefabricadas. En los años setenta y ochenta del siglo XX, una
resistencia de concreto de 50/60 N/mm2 era el grado máximo que
podía obtenerse.
Las resistencias más altas del concreto se aplicaban –sólo
en casos excepcionales– a pequeños proyectos de prueba,
hasta que en 1992 se usaron cerca de 300 columnas prefabricadas con
un concreto de clase 80/95 N/mm2 para la construcción de la estructura
del sótano de un edificio para la Administración Europea
en Bruselas. Esta aplicación fue el principio del uso más
intensivo del concreto de alta resistencia,
especialmente en los sótanos de edificios de altura mediana.
Uno de los principales argumentos fue, por supuesto, una reducción
seria del tamaño de las columnas en los estacionamientos en los
sótanos.
Aunque la industria del concreto prefabricado dispone de la tecnología
para incrementar más la resistencia del concreto hasta 90/105
N/mm², todavía no se ha hecho por varias razones. Primero,
la limitación de la resistencia de cilindro a un máximo
de 80 N/mm² por las normas actuales de Bélgica. Segundo,
el costo más alto de la mezcla del concreto, haciendo que por
el momento, la aplicación no sea económicamente interesante.
Esta situación podría cambiar debido al reciente incremento
de los precios del acero.
Sin duda, las resistencias más altas del concreto pueden llegar
a ser una alternativa económica a largo plazo. Debido a las limitaciones
en la sección transversal de las columnas impuestas por el arquitecto,
junto con altas cargas a nivel del suelo, la única solución
para las columnas de los edificios de torres más altas era el
concepto de un compuesto acero-concreto. Para los siguientes niveles,
y para los proyectos menos altos, las columnas son hechas de concreto
de alta resistencia autocompactante de grado 80/95 N/mm2. Los niveles
más altos se hacen con una clase de resistencia clásica
50/60 N/mm2.
Las columnas redondas para dos pisos fueron coladas en moldes cerrados
horizontales, por medio de aberturas dejadas para las cartelas. La producción
con concreto autocompactante no es tan fácil y los moldes representan
un mejoramiento importante. Sin embargo, este concepto probó
ser útil ya que permitió ganar tres días por cada
dos niveles para la construcción. Para el inversionista, significa
que los edificios son terminados con varias semanas de anticipación,
con consecuencias directas en la recuperación de la inversión,
y para el contratista, costos mucho menos fijos en el sitio de la construcción.
Para la resistencia al fuego de las columnas de concreto
autocompactante de alta resistencia, se pidió una adición
de 2 kgs de fibra de polipropileno por metro cúbico para uno
de los proyectos. Normalmente, hasta C 80/95 N/mm2, sin humo de sílice,
no se necesitan medidas especiales para una clasificación de
resistencia al fuego de dos horas. Sin embargo, se dio el caso de un
ingeniero consultor que supuso que la resistencia real del concreto
podía estar por encima de C 80/95 N/mm2, y por lo tanto, pidió
la adición de fibra de polipropileno. La consecuencia fue una
caída en la resistencia, y la producción tuvo algunos
problemas para alcanzar la clase de resistencia C 80/95 N/mm2.
|
Por su eficiencia |
En este
caso, se están usando dos tipos de pisos
presforzados prefabricados en los edificios de torres: losas de
núcleo hueco y pisos nervados. Ambos sistemas tienen ventajas
específicas y su construcción con frecuencia depende
de las características dentro de los proyectos.
Los pisos de núcleo hueco son unidades esbeltas, y sus
ventajas más grandes son el bajo costo gracias a la producción
casi automática, y el peso limitado. No son posibles juntas
medias en los soportes, y los ductos técnicos y los tubos
usualmente se instalan por debajo del sofito.
|
Vigas para pisos
Un requisito estructural adicional para edificios de torres es obtener
el máximo de pisos dentro de la altura dada del edificio. Por
ejemplo, una reducción de la estructura de pisos en 10 mm en
un edificio de 35 pisos, permite la inserción de un piso adicional.
El concreto prefabricado tiene varias cartas de triunfo para obtener
este objetivo, como por ejemplo, el concreto presforzado, concreto de
alta resistencia, la acción compuesta con la losa del piso o
las vigas compuestas de acero y concreto para pisos. Todas estas soluciones
se están usando ya en torres en Bélgica.
Las vigas de piso tienen una sección transversal en forma de
L o una T invertida con una altura esbelta de casilla, variando ésta
en la mayoría de los proyectos de 80 a 120 mm. La casilla de
80 mm está diseñada como un componente hecho con un ángulo
de acero, anclada en la viga presforzada y cubierta ésta por
una capa de concreto de 70 mm de grueso para la protección contra
el fuego.
Pisos
Las unidades de pisos nervados esbeltos fueron desarrolladas por Ergon
especialmente para edificios de torres. Hay dos grosores: 190 mm para
claros de hasta 8/9 m y 260 mm para claros de hasta 11/12 m. El ancho
máximo de las unidades es de 2,500 mm, pero puede ser adaptado
a 2,400 mm e inclusive más pequeños. Aunque la solución
es más costosa que los pisos de núcleos huecos, tiene
la ventaja de que los tubos y los ductos pueden ser instalados entre
las almas en la dirección longitudinal, y que el soporte del
piso puede ser ejecutado con medias juntas. Ambas características
permiten realizar una estructura de piso muy esbelta, incluyendo las
vigas de pisos que, en realidad, constituye una ventaja para los edificios
de gran altura. También la construcción es mucho más
rápida que con los pisos de núcleo hueco gracias al doble
ancho.
Detallado
Las orillas curvas del edificio elipsoidal se realizan con vigas de
piso asimétricas especiales hechas de concreto presforzado. La
parte más baja de las vigas está compuesta de un perfil
L esbelto clásico, mientras que el patín de la parte de
arriba es curvo para acomodar la forma elipsoidal. Puesto que la curvatura
de la elipse cambia constantemente en todo su perímetro, fueron
necesarios diez moldes diferentes para el colado de las vigas. Cabe
señalar que la losa curvada del piso se realiza con unidades
estándar de piso de núcleo hueco, pero cada cuarta junta
longitudinal tiene una forma de cuña, para acomodar la curvatura.
La parte superior de las columnas está provista de ranuras para
permitir la continuidad del refuerzo de tirante periférico que
asegura la resistencia contra el colapso progresivo. En el nivel intermedio
de las columnas de dos pisos, la continuidad del refuerzo de tirante
se logra soldando las varillas a las franjas que pasan a través
de la columna. En varios edificios se sitúan patios de hasta
5 pisos de altura en diferentes ubicaciones, requiriendo de grandes
pisos en voladizo.
Construcción
La construcción del núcleo central en uno de los edificios
de torre más altos se hizo de acuerdo al método de arriba
a abajo. Esto significa que la excavación y la construcción
de la estructura del sótano se hace al mismo tiempo que la superestructura.
En un primer paso, se hincaron 28 columnas de cimentación prefabricadas
de 41.7 toneladas de peso y 14.57 m de longitud en excavaciones locales,
llenas de bentonita.
Las columnas son, de hecho, parte del núcleo
central en el sótano. En un segundo paso son conectadas con la
parte colada in situ del núcleo, después de la excavación
del estacionamiento de cuatro pisos.
Las columnas tienen un tubo longitudinal de 168 mm, colocado en el eje
y usado para el posicionamiento vertical correcto. Las caras laterales
de las columnas tienen cajas para las varillas que se proyectan y casquillos
roscados colados in situ. Antes del transporte, cada columna fue envuelta
con tres capas de plástico, para evitar el contacto directo con
la bentonita. Antes de la construcción, el refuerzo de la zapata
de cimentación se fijó al lado inferior de la columna,
que luego fue hincada en el agujero excavado previamente. La columna
fue temporalmente suspendida en dos ángulos de acero transversales
fijados a la parte superior de la columna, y soportados por dos perfiles
de acero formando un puente en el agujero. Luego se ajustó la
posición exacta y la nivelación de la columna con la ayuda
del tubo central y las marcas de nivelación.
Se colocó la zapata de la columna y después
de que se endureció, la bentonita fue bombeada hacia afuera y
el agujero restante rellenado con grava. Finalmente, se coló
una losa de concreto reforzado sobre las columnas de los cimientos,
y se empezó la construcción de arriba a abajo. Al mismo
tiempo de la construcción de la superestructura, el sótano
fue excavado de un nivel a otro y coladas las partes restantes del núcleo
central en el sótano. Así, el edificio permitió
que el contratista completara todo la obra con varios meses de anticipación
respecto a la forma tradicional de la construcción
|
Por su versatilidad |
El uso
de prefabricados en la construcción de torres ha progresado
a pasos agigantados en comparación con otras técnicas
de edificación. Esta industria, en Bélgica, ha contribuido
a este éxito con soluciones innovadoras y enfocadas al
cliente. Las referencias espectaculares de los últimos
años, junto con los logros actuales, son garantía
para el futuro del concreto prefabricado.
|
La velocidad de construcción de la estructura
prefabricada en edificios de torres con frecuencia alcanzó un
ritmo de un piso por semana, con lo cual el fin de semana se usó
para el endurecimiento de las juntas coladas in situ. Las columnas de
doble piso contribuyen también a la velocidad de construcción.
Para el proyecto North Galaxy se logró un ritmo promedio de dos
pisos en ocho días de trabajo. La ejecución del núcleo
central continuó con tres a cuatro pisos por delante de la construcción
de la estructura prefabricada. A medida que la torre se elevaba, era
adaptada la altura de las grúas. Puesto que las grúas
estaban fijadas a la orilla de la torre, tenían que seguir la
construcción de la estructura prefabricada, ya que la acción
del diafragma de los pisos era necesaria para la transferencia de las
fuerzas horizontales de las grúas.