Sobre el proyecto
Compuesto por cuatro torres unidas por tres puentes de celosía de acero fabricado, la estructura presentaba una geometría compleja. Utilizando IDEA StatiCa, Dallas Lee, ingeniero principal del Robert Bird Group, y su equipo obtuvieron la flexibilidad precisa necesaria para modelar los nodos de celosía tridimensionales con exactitud, seguridad y eficiencia.
El Mirador del Queen's Wharf está construido en acero y comprende tres vanos de 25 m, 30 m y 35 m, que conectan las torres del desarrollo (denominadas IT1, IT2, IT3 e IT4). Dos vanos (entre IT1 e IT2, y entre IT3 e IT4) están diseñados con juntas de movimiento permanentes para permitir el movimiento independiente de las torres conectadas. El vano IT1-2 presentó un desafío singular. Conecta desde el lateral de la torre IT1 desde una plataforma fija, proyectándose hasta 12 m desde la línea de fachada de la torre, lo que requirió una sofisticada junta de articulación.
Los vanos del Mirador se ensamblan y revisten a nivel del podio, luego se deslizan horizontalmente hasta su posición mediante un sistema de raíles, antes de ser elevados verticalmente mediante gatos de torones.
Debido a la naturaleza del proyecto, la intersección de los nodos donde se conectan las celosías se volvió compleja. No había ningún software que Dallas Lee y su equipo hubieran utilizado anteriormente que cubriera ese tipo de uniones sin modelarlas desde cero en su programa de elementos finitos, lo cual resultaba inaceptablemente lento.
Desafíos de ingeniería
El proyecto cuenta con cuatro torres y un puente aéreo entre las torres IT2 e IT3. La razón principal para utilizar IDEA StatiCa fue diseñar los complejos nodos de celosía del Mirador entre las torres IT1 e IT2, y entre IT3 e IT4.
Debido al nivel de complejidad en torno a estos nodos, modelarlos con software de elementos finitos tradicional habría llevado demasiado tiempo. Descubrieron que IDEA StatiCa era ideal para modelar este tipo de uniones de forma rápida.
Otro aspecto singular del proyecto es que las torres IT1 e IT2 tienen respuestas sísmicas muy diferentes, por lo que se mueven de manera distinta. Esto significa que, si hubieran bloqueado las plataformas entre las torres, se habrían generado grandes fuerzas internas.
Para superar esto, emplearon una junta de movimiento articulada para que las plataformas puedan pivotar en ese punto. Para lograr este pivote, utilizaron un apoyo situado sobre una ménsula de acero en el interior. Esto generó la necesidad de diseñar uniones de acero fabricado a medida muy complejas para conseguirlo.
Durante el proyecto, el perfil de la plataforma requirió especial atención. Anteriormente, tenía forma de casco de barco en perfil. Al introducir un quiebro tanto en la superficie superior como en el intradós, fue necesario disponer de uniones de acero muy complejas, donde la viga secundaria quiebra a través de la línea de celosía principal.
Dallas y su equipo también tuvieron que resolver otras uniones muy creativas debido a las estrictas decisiones arquitectónicas sobre cómo ejecutar el proyecto. IDEA StatiCa les permitió superar todos estos obstáculos y ganar confianza en su capacidad para entregar todos los diseños de uniones con precisión, independientemente de su complejidad.
Soluciones y resultados
La principal conclusión del proyecto para Dallas y su equipo fue la confianza que él y su equipo sintieron en sus diseños. En lugar de utilizar un modelo de elementos finitos convencional, esta confianza se debió en gran medida a las pruebas realizadas con IDEA StatiCa.
También pudieron desarrollar un flujo de trabajo en el que podían tomar la geometría de los elementos y las fuerzas de su modelo de análisis por elementos finitos. Configuraron un script de Python para extraer los datos de Strand7 al formato de archivo SAF, ya que Strand7 no dispone de enlace BIM. Esto hizo posible importar el modelo a IDEA StatiCa a través de Checkbot, lo que supuso una gran ventaja para el equipo, ya que podían transferir datos sin pérdidas utilizando la API bien documentada de IDEA StatiCa.
En el pasado, Dallas y su equipo tenían que ser más conservadores en su enfoque de diseño, evaluando todo manualmente a mano, aplicando modelos documentados y adaptándolos para una unión personalizada. O bien, si querían detallar algo muy complejo, creaban modelos de análisis por elementos finitos completamente personalizados desde cero.
Utilizar este flujo de trabajo, en el que incorporaban las geometrías de los elementos y todos los diferentes casos de carga y combinaciones, les ahorró mucho tiempo. Esto les ayudó a tener confianza en sus diseños, además de permitirles exigirse un poco más.
Sobre Robert Bird Group
Robert Bird Group es una empresa global de ingeniería consultora con más de 700 empleados en once oficinas. Miembro del Grupo Surbana Jurong, está comprometida con hacer realidad la visión de cada cliente mediante la búsqueda incesante de la excelencia en ingeniería en todos los proyectos. Ofrece servicios en cinco disciplinas, aprovechando su experiencia internacional: ingeniería estructural, ingeniería civil, ingeniería de construcción, ingeniería geotécnica (Reino Unido y Oriente Medio), diseño virtual y construcción.
La empresa ganó la categoría de Voto Popular en los IDEA StatiCa Excellence Awards 2023.
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