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PALACIO DE EXPOSICIONES Y CONGRESOS “VEGAS ALTAS” EN VILLANUEVA DE LA SERENA Juan REY REY Dr. Ingeniero de Caminos Mecanismo Ingeniería / E.T.S. Arquitectura UPM Director / Profesor Asociado
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Pablo VEGAS GONZÁLEZ Arquitecto. Máster en Estructuras de Edificación Mecanismo Ingeniería Director Técnico
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RESUMEN La ponencia analiza el desarrollo del proyecto y obra del Palacio de Exposiciones y Congresos “Vegas Altas” en Villanueva de la Serena (Badajoz), obra de De Villar – Chacón Arquitectos + Pancorbo Arquitectos. En la ponencia se analizan las soluciones estructurales adoptadas para cada parte del edificio, muy diferentes entre sí y con problemáticas y soluciones muy diversas, pero con un uso singular del hormigón común a todas ellas. PALABRAS CLAVE:
Edificio enterrado, anclajes permanentes, vigas mixtas, cubierta vegetal transitable, encofrado trepante, hormigón dorado
1. Introducción Para el nuevo Palacio de Exposiciones y Congresos “Vegas Altas” en Villanueva de la Serena (Badajoz) se convocó un concurso público del que salió elegido el proyecto de De Villar – Chacón Arquitectos + Pancorbo Arquitectos y en el que Mecanismo Ingeniería desarrolló el Proyecto de Estructuras y realizó la Asistencia Técnica a la Dirección Facultativa durante las obras. El edificio se desarrolla como un anillo enterrado del que sólo emerge un “cubo” de hormigón de unos 18 m de lado y unos 20 m de altura que aloja la caja escénica del auditorio principal, salas de ensayo y una cafetería. En la zona enterrada se ubican los dos auditorios, una sala de exposiciones y las zonas de instalaciones. La estructura del edificio se desarrolla en 5 bloques independientes entre sí, separados por juntas de dilatación (A. El “cubo”, B. Zona de instalaciones, C. Auditorio secundario, D. Zona de exposiciones y E. Auditorio principal).
Figura 1. Vista general de la obra desde la cubierta de la sala de exposiciones, con el “cubo” al fondo.
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Figura 2. Excavación del auditorio principal (izquierda), vigas del auditorio secundario (arriba) y cubierta de la zona de exposiciones (abajo y derecha).
2. Excavación y contención de tierras Como se ha comentado, el edificio está enterrado en su mayor parte, llegando a una profundidad de hasta 13 m en el auditorio principal (ver Figura 3), que tiene como único acodalamiento el forjado superior, a nivel de la rasante. Para el desarrollo de esta excavación se realizaron murospantalla continuos con anclajes temporales en algunos casos y definitivos en las zonas de mayor altura libre. Según el Estudio Geotécnico inicial el nivel freático se encontraba a poca profundidad, lo que repercutió de forma directa en el diseño de la estructura de contención perimetral y sobre todo de la cimentación, la cual debía soportar una importante carga debida a la subpresión. Previamente al inicio de las obras se realizó un estudio más detallado de la hidrogeología que determinó que se podía rebajar el nivel freático durante la ejecución de la obra con un sistema de drenaje y bombeo del agua, que permitió una importante reducción y abaratamiento de las pantallas y la losa de fondo (ver Figura 3).
Figura 3. Excavación del auditorio principal. Se puede observar en los laterales los anclajes (algunos permanentes y otros temporales) y en el fondo la acumulación de agua que afloró en la excavación. Realizaciones: edificación
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Durante el proceso de excavación se realizó un seguimiento topográfico de los movimientos de las pantallas para confirmar que éstos estaban dentro de lo previsto. 3. Zona de exposiciones La zona de exposiciones es una pieza semienterrada de geometría compleja, resuelta en su mayor parte en hormigón armado. En la siguiente figura se muestra una imagen del modelo de cálculo desarrollado en el programa Autodesk Robot Structural Analysis (ver Figura 4).
Figura 4. Modelo de cálculo de la zona de exposiciones. Mapas de deformaciones.
Consta en concreto de una serie de muros de contención perimetrales con contrafuertes exteriores en su parte trasera y abierta hacia la plaza interior en la zona delantera. Su cubierta, continuación de las de los auditorios, es transitable y vegetal, con importantes rellenos de tierra (ver Figura 5).
Figura 5. Cubierta vegetal de la zona de exposiciones con el “cubo” en ejecución al fondo.
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La mencionada cubierta se apoya en los muros de contención y en pilares metálicos interiores, con forma de cajón apantallado, realizados con chapas metálicas de 2 cm de espesor y dimensiones desde 15x60 cm hasta 18x150 cm.
Figura 6. Zona de exposiciones con los pilares metálicos apantallados y la cubierta de hormigón dorado.
Dicha cubierta se resuelve con forjados de losa maciza de hormigón armado de 35 cm de espesor y con vigas de canto invertido con una altura total de 115 cm que quedan embebidas en la tierra vegetal y que se disponen adaptándose a la geometría de la cubierta y la ubicación de los pilares. La cara inferior de la losa es vista y en determinadas zonas de la cubierta se disponen lucernarios (ver Figuras 6 y 7).
Figura 7. Zona de exposiciones con los pilares metálicos apantallados y la cubierta de hormigón dorado.
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4. Auditorios La cubierta de los dos auditorios, continuación de la de la zona de exposiciones, es transitable y vegetal, con importantes rellenos de tierra. Ambas cubiertas se proyectaron con vigas mixtas, para salvar luces de 18 a 23 m en el caso del auditorio principal y de 8 a 17 m en el caso del auditorio secundario (ver figura 8), apoyando en ménsulas de hormigón armado desde las pantallas perimetrales de hormigón armado.
Figura 8. Auditorio principal en ejecución.
Las vigas se proyectaron con perfiles metálicos tipo HEM conectados al forjado superior de chapa colaborante de 30 cm de canto. El forjado de chapa está hormigonado en dos fases por dos razones: -
Evitar el apuntalamiento del forjado, de gran altura libre: La chapa es insuficiente para soportar todo el peso del hormigón cuando éste está fresco, pero sí es capaz de soportar el peso de la primera tongada. Una vez endurecida la primera tongada, el forjado formado por ésta junto con la chapa es suficiente para aguantar el peso total del hormigón.
-
Evitar el pandeo lateral de las vigas mixtas: Con el peso total del forjado las vigas previstas tendrían problemas de pandeo lateral, pero sí son válidas para el peso de la primera tongada. Una vez endurecida esta tongada se genera un diafragma rígido que impide el pandeo lateral de las vigas mixtas para el peso total del forjado.
5. El “cubo” La fachada del “cubo” es una piel estructural de hormigón armado con una geometría de huecos compleja para cuya ejecución se requirió el empleo de encofrados trepantes (ver Figura 9).
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Figura 9. Piel de hormigón estructural con disposición irregular de huecos.
La ejecución de los huecos irregulares en la piel de hormigón se resolvió alojando en su interior piezas de porexpán con la forma de los huecos poligonales, que eran retiradas una vez el hormigón hubiese endurecido (ver figura 10).
Figura 10. Formación de huecos irregulares con porexpán.
Para los forjados, resueltos en chapa colaborante, que se desarrollan sobre la caja escénica alojada en el “cubo”, así como para soportar la maquinaria y equipamiento escénico asociados a los usos de auditorio, se disponen dos cerchas metálicas de aproximadamente 18 m de luz, apoyadas en las fachadas de hormigón armado anteriormente descritas (ver Figura 11).
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Figura 11. Vista del “cubo” en ejecución mediante encofrado trepante en el momento de la colocación de una de las cerchas interiores.
Para el análisis de la estructura de la piel del “cubo” se desarrolló un modelo de cálculo de elementos finitos usando el programa Autodesk Robot Structural Analysis (ver figura 12).
Figura 12. Modelo de cálculo del “cubo”. Mapa de tensiones en la piel de hormigón
Por el exterior de la piel estructural de hormigón se dispone una subestructura metálica para disponer una segunda piel, separada entre 1 y 1,5 m de la primera, realizada con maromas dispuestas horizontalmente (ver Figuras 13 y 14).
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Figura 13. Vista del “cubo” con la estructura principal completada y ejecutándose la subestructura para la piel de maromas.
Esta subestructura consiste en unas ménsulas metálicas, realizadas con perfiles HEB 100, conectadas a la fachada de hormigón y atadas en el exterior con otro perfil de borde a modo de anillo. Entre un nivel y otro de ménsulas se disponen tirantes que van desde el muro de hormigón de un nivel y el extremo de la ménsula en el nivel inferior. Finalmente entre los anillos de borde se disponen redondos en diferentes direcciones, a los cuales se atan las maromas que configuran esta segunda piel.
Figura 14. Vista de la subestructura de fachada del “cubo” y la piel formada por maromas.
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Figura 15. Vista final del cubo con la piel de maromas.
6. Hormigón visto: color y encofrados En todas las zonas donde el hormigón queda visto (fachada del “cubo”, cubiertas de auditorios y sala de exposiciones) se ha dotado a éste de una coloración dorada. Los encofrados usados para el hormigón visto han sido tablillas de madera con espaciamiento entre ellas para la aparición de estrías de hormigón (cara inferior de cubierta en sala de exposiciones y fachada del cubo, ver figuras 6 y 13) o troncos de madera (canto de la cubierta de auditorios y zona de exposiciones hacia la plaza, ver Figuras 16 y 17).
Figura 16. Vista de un canto de la cubierta transitable, realizado con hormigón dorado encofrado con troncos de madera.
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Figura 17. Vista general del edificio.
7. Conclusiones Con esta ponencia hemos querido poner de manifiesto la capacidad plástica que pueden tener las estructuras de hormigón cuando hay una voluntad arquitectónica de mostrarlas e integrarlas en el diseño del edificio, buscando nuevas formalizaciones (hormigones dorados, encofrados con troncos, volúmenes “tallados”…) de este viejo material. Querríamos también poner de manifiesto la importancia que las estrategias de contención de tierras así como el proceso constructivo tienen en el proyecto de estructuras de edificios enterrados y la complejidad que en muchos casos llevan aparejadas, muchas veces superiores a las de edificios sobre rasante aparentemente más complejos. 8. Principales participantes en el proyecto y obra Proyecto y Dirección de Obra: De Villar – Chacón Arquitectos + Pancorbo Arquitectos (José de Villar, Carlos Chacón, Luis Pancorbo, Inés Martín) Proyecto de Estructura y Asistencia Técnica en obra: Mecanismo Ingeniería (Juan Rey, Jacinto Ruiz, Pablo Vegas, Rinske Daniels) Promotor: Consejería de Cultura y Turismo. Junta de Extremadura Constructora: Placonsa (Julio Oreja)
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