viernes, 18 de mayo de 2012

Torre Mayor


TORRE MAYOR
La Torre Mayor, ubicada en Paseo de la Reforma número 505, es uno de los rascacielos más altos de Latinoamérica, dado a que su altura abarca cerca de 230,4 metros (que están distribuidos por medio de 55 pisos, 4 niveles de estacionamiento subterráneo y 9 por sobre el nivel de la calle (siendo en total 2000 cajones de autoservicio disponibles), pero lo que hace especial a esta magnífica estructura es el sistema sísmico con el que cuenta, el cual, llega a aislar la estructura de manera que casi no se percate del efecto sísmico, aun en las últimas plantas (las más altas), dados sus 98 amortiguadores sísmicos, siendo reconocido a nivel mundial dado el alto riesgo sísmico que existe en la zona (cabe aclarar que se encuentra entre los límites de las zonas II & III), a continuación desplegaremos los puntos más importantes, con sus respectivas características

CIMENTACIÓN
La Torre Mayor está ubicado en el límite entre las zonas sísmicas II y III, siendo esta última -por definición del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal - la zona sísmica más fuerte.
Podemos ver que, dadas las dimensiones que tiene la obra, así como la zona en la cual se encuentra, su cimentación fue un reto de gran escala, que se abatió mediante pilotes &  losas de cimentación, así también con un concepto innovador, el cual es por medio de un sistema de amortiguadores (que se puede aprecia en la imagen de abajo) altamente eficaces, que disipan gran parte de la energía que produce el sismo y que no altere o afecte la superestructura.

Amortiguador para contrarestar los efectos sísmicos.
Las unidades de amortiguamiento viscoso fabricadas por Taylor Device, Inc. fueron seleccionadas después de un estudio de varios sistemas viscosos de amortiguamiento para el proyecto. Los elementos del sistema de amortiguamiento viscoso proveen radios equivalentes de amortiguamiento del 8.5 % en el sentido norte-sur y un 12 % en el sentido este-oeste para los grados básicos de vibración, considerado como un porcentaje crítico de amortiguamiento. 
La cimentación para la Torre Mayor es una combinación de sistemas conformado por pilotes de concreto y losas. El edificio está basado en pilas de hasta 1.50 m de diámetro llegando al estrato duro o depósitos profundos hasta 40 m, existentes debajo de la capa de depósitos de suelo suaves típicamente encontrados en la zona; el sistema de losa de cimentación de concreto reforzado conecta todas las pilas y al muro de cimentación de 800 mm. de espesor en el nivel más bajo de los sótanos.

ESTRUCTURA
La superestructura del edificio es principalmente una estructura de acero. Las columnas en el interior y el perímetro de la Torre son mixtas, de acero estructural, recubiertas de concreto reforzado en la primera mitad de la Torre, para añadirles rigidez y fuerza en forma económica.
La planta tipo consta de una losa de sección de tres pulgadas de espesor y está compuesta de cimbra metálica perdida e integrada a la sección estructural conectada vía pernos de cortante. Las losas más gruesas se usan para los pisos mecánicos y techo para llevar altas cargas y mejorar el aislamiento del ruido.




Las columnas metálicas de la Torre están recubiertas en concreto hasta el perímetro del piso 30 y hacia arriba hasta el piso 35, en el área del núcleo.
El proyecto cuenta con una estructura de cuatro niveles subterráneos para parqueaderos, ubicando el más profundo a 15 m por debajo del nivel de banqueta. Un sistema de losa plana con concreto reforzado y columnas mixtas (columnas de acero recubiertas de concreto) es utilizado para la estructura subterránea.
La cimentación para la Torre es una combinación de sistemas conformado por pilas y losas. El edificio esta basado en pilas de hasta 1.50 m de diámetro llegando al estrato duro o depósitos profundos hasta 40 m, existentes debajo de la capa de depósitos de suelo suaves típicamente encontrados en Ciudad de México. El sistema de losa de cimentación de concreto reforzado conecta todas las pilas y al muro de cimentación de 800 mm. de espesor en el nivel más bajo de los sótanos.
El diseño incorpora un grado de redundancia para asegurar la acción uniforme bajo las más severas fuerzas sísmicas. El grosor de la losa de concreto varia de 1m a 2.5 m bajo las columnas del núcleo principal de la Torre donde la concentración de carga es mayor.
Los paneles de muro milán están especificados para el proyecto debido a la pobre condición del suelo y al alto nivel freático. El muro milán de 600 mm. fue colocado previamente a la excavación y está incrementado por un muro de acompañamiento de 200 mm. que fue colocado durante la construcción de la estructura subterránea.
El sistema lateral seleccionado para este proyecto comprende una serie de estudios de conceptos estructurales alternos. Más de 25 diferentes tipos de sistemas estructurales fueron estudiados en la fase preliminar del proyecto para determinar los méritos de cada uno de los sistemas estructurales bajo las severas condiciones sísmicas de Ciudad de México.
El sistema estructural seleccionado está basado en un sistema redundante múltiple, el cual se lleva a cabo introduciendo el sistema dual, (sensible a deflección) de resistencia lateral de fuerza convencional, en combinación con un sistema de amortiguamiento suplementario (sensible a la velocidad). El resultado es un sistema trío que está previsto para responder a la energía sísmica en un terremoto.
El sistema trío está compuesto de una estructura primaria de contraventeo extraordinario en el perímetro de la Torre, en conjunto con un sistema tubular formado por una estructura perimetral y un tubo estructurado a través del núcleo del edificio. El contraventeo que conecta a las columnas mixtas del núcleo crea una espina estructural del núcleo principal del edificio. El marco del perímetro y el poderoso sistema super diagonal crea una estructura eficiente a partir de tubos, juntando la espina para resistir las fuerzas sísmicas.
Este sistema es mejorado por una serie de amortiguadores viscosos suplementarios situados en las direcciones norte-sur y este-oeste. Diversos estudios se llevaron a cabo para la selección del tipo de amortiguador, así como para la capacidad y localización de los mismos.
En la orientación norte-sur se colocaron un total de 72 amortiguadores dentro del sistema de armaduras del núcleo principal. Un total de 24 amortiguadores fueron colocados como parte del sistema de contraventeo perimetral. En la orientación este-oeste los amortiguadores están colocados en el perímetro norte y sur de la Torre.
El contraventeo de la estructura responde a la configuración de las Super X en las fachadas este y oeste de la Torre, donde las fachadas son cubiertas en su totalidad. En la fachadas norte y sur dos juegos de Super X fueron colocados. Ningún contraventeo se colocó en las dos naves centrales excepto en tres puntos donde un juego de diagonales forman un diamante conectándose al sistema de Super X.
Los amortiguadores en la fachada norte-sur están ubicados en donde el contraventeo forma éste diamante. Esto, de hecho, mejora el desempeño del sistema de amortiguamiento a través de la creación de una liga amortiguada entre los sistemas Super X. Fue necesaria una sintonización refinada adicional al elemento de liga secundario para enfatizar el concepto básico del elemento ligado amortiguado.
Un modelo tridimensional del sistema lateral fue creado por computador usando el software para análisis estructural SAP2000. Este modelo incluyó el acero y los elementos compuestos así como también los amortiguadores para el análisis histórico. El diseño y análisis fueron desarrollados sobre la base de un análisis de espectro usando el diseño de espectro de amortiguamiento. Sin embargo, se realizó un diseño independiente usando las fuerzas sísmicas, diseño obtenido del análisis histórico para revelar áreas con mayor demanda de fuerza sísmica. De hecho, el conjunto de fuerzas del análisis espectral e histórico fue usado para diseñar la estructura. Tres series de aceleración de tierra fueron generadas usando el programa SMIQKE del espectro específico obtenido en sitio del estudio de la estructura del suelo.
El factor de ductilidad de uno (R=1) fue usado a través del estudio para ambos análisis, tanto de espectro como histórico y diseño. El efecto del tamaño de las juntas, así como la deformación de los paneles fueron considerados en el análisis del armazón. La flexibilidad de las vigas maestras, columnas y ensamblaje en la zona de tableros fue estudiada usando un programa interno. 
Mientras que el concepto de diseño sísmico de este proyecto no se apoya en la ductilidad del sistema, diversas medidas se tomaron para mejorar la ductilidad de la estructura con el fin de mejorar el desempeño de las instalaciones, como por ejemplo el uso de electrodos con mejor material dúctil teniendo como mínimo un CVN de 20libras-pie a 70 grados Fahrenheit, también incrementando los hoyos de acceso más allá de los requerimientos del AISC, removiendo las barras de respaldo en el patín inferior y esmerilando el total de las penetraciones de soldaduras hasta dejarlas lisas.
Un sistema especial de diafragma en planta fue diseñado en el nivel 10, donde se incrementa el arranque de la estructura para incluir la propia a los parqueaderos bajos. La trayectoria para la transferencia de la fuerza lateral entre el sistema lateral y los sistemas adicionales laterales bajos fue estudiada y diseñada para acomodarse a la acción del diafragma.
Las losas del nivel 10 hacia abajo están recogidas para permitir una abertura para la plaza y acceso del lobby en el lado sur del edificio. Esto se logra de una manera tal en que en el nivel 10 quede el punto más alto del arco formado en este acceso. Las columnas y vigas restantes en esta zona fueron dimensionadas para mantener una rigidez y fuerza similares a los niveles superiores y al armazón de la fachada norte de la Torre. Los elementos de columnas están compuestos por un par de columnas circulares más pequeñas que proveen fuerza y rigidez suficientes para salvar el espacio vertical entre los niveles de contraventeo.
El edificio también está diseñado para resistir las cargas de vientos como se especifica en el Reglamento de Construcciones del Distrito Federal. Un factor adicional de seguridad y comodidad para los ocupantes fue asegurado mediante una prueba de túnel de viento. El resultado de esta prueba produjo información detallada sobre las cargas de viento al recrear un microclima del sitio.

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