Recinto de eventos SILT

El nuevo edificio del casino en Middelkerke, en la costa belga, combina un restaurante, una sala de eventos, un casino, un vestíbulo, un aparcamiento subterráneo y una torre hotelera de 60 habitaciones bajo una cubierta ajardinada de dunas. Cobe utilizó Diamonds para construir modelos maestros 3D independientes para la torre del hotel, el zócalo de 2 plantas y el aparcamiento subterráneo, con modelos 2D derivados donde fue necesario para vigas, columnas, losas y muros, y con un cambio de apoyos fijos a apoyos elásticos allí donde importaba la redistribución de cargas.

El proyecto

El proyecto alberga un restaurante con terraza, sala de eventos, casino, vestíbulo, aparcamiento subterráneo y un hotel de 60 habitaciones. La nueva sala de eventos, el restaurante y el casino se sitúan bajo el paisaje de dunas elevado.

Se aportó abundante luz natural al propio edificio, y desde la mayoría de las salas hay una vista notable del mar o del paisaje. Además de la sala de juegos, habrá una llamativa sala de eventos de 1.500 metros cuadrados repartida en dos plantas. La sala podrá usarse de forma multifuncional gracias a su conexión con el restaurante

El hotel, de seis plantas de altura, tiene la forma de una bolardo o noray y remite a formas y colores de la naturaleza o del puerto pesquero. El velo de madera dura que rodea el hotel, como los muelles de madera, se irá tiñendo con los elementos naturales.

El aparcamiento subterráneo, que busca liberar en la medida de lo posible de coches el dique marítimo, ofrece 200 plazas.

Diamonds se utilizó para calcular la torre del hotel y la subestructura, incluidas las cimentaciones.

«Las preguntas a las que nos enfrentamos en un proyecto complejo como la realización del nuevo edificio emblemático del casino en Middelkerke, en la costa belga, son especialmente variadas», según Bruno De Maegd, ingeniero de proyecto de Cobe. «¿Cómo se transmiten hasta el nivel de cimentación las distintas cargas que actúan sobre la estructura? ¿Dónde ubicamos los pilotes de cimentación y cómo evaluamos su capacidad portante? ¿Cómo dimensionamos los elementos portantes, como vigas o columnas de acero u hormigón, y las losas de forjado y muros de hormigón armado? ¿Y cómo podemos diseñar con inteligencia todo tipo de detalles estructurales?

En mi experiencia, la siguiente pregunta es crucial: ¿cómo construimos modelos de análisis estructural que nos den, de la forma más eficiente posible, los resultados que realmente necesitamos?

Aquí en Cobe no somos partidarios del principio de «café para todos». Para nosotros, cada proyecto empieza con lápiz y papel, trazando una trayectoria de análisis estructural basada en modelos de cálculo que se acerquen lo más posible a cómo funciona realmente la estructura. Para el diseño estructural de este nuevo edificio del casino en Middelkerke, optamos por una combinación pragmática de modelos de cálculo 2D y 3D para responder a las principales preguntas estructurales. Por ejemplo, utilizamos un modelo maestro 3D para calcular la bajada de cargas o para estimar el impacto de las cargas de viento sobre el núcleo central de la torre. A partir de este modelo maestro derivamos después modelos de cálculo 2D para dimensionar vigas, columnas, losas de forjado y muros.»

Estructura del nuevo edificio del casino

El nuevo edificio del casino fue diseñado por la asociación temporal Zwarts & Jansma-Bureau Bouwtechniek-OeverZaaijer y lo ejecuta la asociación temporal Furnibo-Democo por encargo de Debuild. Lo que más llama la atención desde la distancia es la superestructura en forma de bolardo. Esta torre tiene cinco plantas destinadas a hotel, mientras que una sexta planta alberga las instalaciones técnicas. La estructura de la torre consiste en un núcleo central de hormigón, 16 columnas de fachada y losas de forjado planas de hormigón postesado.

Esta torre se apoya sobre un zócalo de 2 plantas, con las columnas y muros portantes de la torre prolongándose hasta el sótano de debajo. El zócalo, cimentado sobre pilotes, alberga además un restaurante, un espacio de eventos multifuncional, un vestíbulo y el propio casino. Esas partes del edificio están cubiertas por la cubierta ajardinada, una superficie inclinada de hormigón postesado pavimentada y con un paisaje de dunas.

Junto al zócalo se encuentra el aparcamiento subterráneo, de 350 metros de longitud, dos plantas por debajo del dique marítimo. Ese aparcamiento está diseñado como un tubo sin columnas con una losa de cubierta de hormigón postesado apoyada en los muros laterales del propio aparcamiento. El aparcamiento subterráneo también se cimenta sobre pilotes.

En total coherencia con la trayectoria de análisis estructural trazada al inicio del proyecto, utilizamos el software de cálculo Diamonds de BuildSoft para construir modelos maestros 3D independientes para la torre, el zócalo y el aparcamiento subterráneo (complementados con modelos de cálculo 2D derivados cuando fue necesario). Veamos con más detalle cómo desplegamos los modelos de análisis estructural de la torre y del zócalo.

El edificio de la torre

Gracias a las numerosas herramientas útiles que ofrece Diamonds, un modelo de análisis estructural 3D como el de la torre puede construirse con fluidez. Normalmente parto de una serie de puntos y líneas en un plano horizontal, importados mediante un archivo DXF. Mediante extrusión, el modelo del núcleo central puede generarse fácilmente. Por otro lado, los elementos lineales de las columnas de fachada pueden crearse copiando y conectando puntos automáticamente. Todas las columnas de fachada son de hormigón, salvo las columnas de doble altura del vestíbulo de entrada de 6 metros de altura en la base de la torre. Debido a su longitud de pandeo significativamente mayor, allí se emplearon columnas de acero.

Se definieron puntos de apoyo fijos en los lugares donde esta torre se apoya sobre el zócalo: 16 puntos de apoyo fijos en la base de las columnas y líneas de apoyo fijas a lo largo de la base de los muros del núcleo central. Las fuerzas de reacción en esos puntos de apoyo fueron los primeros resultados que examinamos con interés en cada variante de este modelo de cálculo. A la inversa, esas fuerzas de reacción se introdujeron después como cargas en el modelo de análisis estructural del zócalo subyacente, para transferir el impacto de las cargas permanentes y de uso de la torre hasta el nivel de cimentación.

Este modelo de análisis estructural 3D también se utilizó para la comprobación normativa de los muros de hormigón del núcleo central y de las columnas de fachada de acero y hormigón. Diamonds calcula las secciones de armadura del núcleo central y de las columnas de fachada de hormigón según el Eurocódigo 2 (incluidas, por supuesto, las comprobaciones de pandeo correspondientes), y Diamonds realiza también una comprobación normativa de acero para el resto de columnas según el Eurocódigo 3. Cabe destacar que este modelo de análisis estructural 3D proporciona también las fuerzas de reacción horizontales en ambos extremos de las columnas inclinadas en la parte inferior de la torre. Esto nos permite detallar más las conexiones de las columnas de manera que esas fuerzas horizontales se introduzcan adecuadamente en las losas de forjado, tanto en la parte inferior como en la superior.

El zócalo

Las fuerzas de reacción del modelo de análisis estructural de la torre se introdujeron, para empezar, como cargas en el modelo de análisis estructural 3D del zócalo de 2 plantas. Además, obviamente había que tener en cuenta las cargas adicionales debidas a la cubierta ajardinada sobre el restaurante, el espacio de eventos multifuncional y el casino.

Dado que no éramos responsables de dimensionar esa losa de cubierta de hormigón postesado, no incluimos la cubierta ajardinada como elemento estructural en el modelo de análisis estructural del zócalo. En su lugar, la introdujimos como carga externa en los puntos donde la cubierta ajardinada se apoya sobre las columnas y muros del zócalo. Esa carga externa se derivó de las fuerzas de reacción calculadas con un modelo 2D independiente de la losa de cubierta sometida a cargas permanentes y de uso.

Este enfoque encaja perfectamente con nuestra filosofía básica de incluir en un modelo de análisis estructural 3D únicamente aquellos elementos que influyen en las preguntas que queremos responder: ¿cuáles son las cargas a nivel de cimentación y cómo dimensionamos las losas de forjado de hormigón armado? Dicho esto, trabajamos con rigurosidad dentro de la trayectoria de análisis estructural trazada al inicio del proyecto. Por ejemplo, el modelo de análisis estructural 3D del zócalo incluye con gran precisión todos los elementos que ayudan a transferir la carga hasta el nivel de cimentación, incluidas todas las aberturas presentes en los elementos de muro.

Se definieron apoyos elásticos en la ubicación de los pilotes de cimentación para calcular las reacciones a nivel de cimentación. A diferencia de la bajada de cargas de la torre, aquí es esencial utilizar apoyos elásticos para tener en cuenta cierta redistribución de las fuerzas de reacción. A partir de estos cálculos pudimos evaluar y optimizar la capacidad portante y la posición de cada pilote de cimentación.

Para dimensionar las losas de forjado de hormigón armado, trabajamos con modelos de losa 2D derivados del modelo maestro 3D del zócalo. Esto permitió centrarnos especialmente en el diseño estructural detallado de esas losas, realizando ajustes locales en el modelo de análisis estructural 2D cuando fue necesario. Una función práctica de Diamonds es que calcula las secciones de armadura teóricas según el Eurocódigo 2 y permite al usuario definir una malla de armadura práctica. De ese modo, podemos ver rápidamente dónde se necesita armadura adicional. Otra ventaja añadida es que Diamonds también tiene en cuenta las cantidades de armadura práctica al calcular las deformaciones fisuradas en estado límite de servicio, ofreciendo así una imagen realista de las deformaciones realmente esperadas.