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Project Connection Design: St. Regis Hotel And Residences Located In Aruba

By 1 diciembre, 2020 diciembre 15th, 2020 No Comments

Imagen Cortesia: COLEMAN PARTNERS ARCHITECTS LLC

Project Connection Design: St. Regis Hotel And Residences Located In Aruba

Se trata de un proyecto realizado a la empresa Preacero Pellizzari México, S.A. que se desenvuelve en el ámbito de la fabricación y montaje de estructuras metálicas. En la etapa de ingeniería trabajamos en conjunto, nuestra oficina de ingeniería se encargó del diseño de las conexiones y Pellizzari de la elaboración de los planos de fabricación y montaje.

El proyecto está relacionado con un hotel de poco más de 41.000 m2 de construcción y que posee 14 niveles, para una altura total de 46.16 m.  El 100% de la estructura fue desarrollada con perfiles metálicos tipo “W”, de fabricación norteamericana en calidad de acero A572Gr50, tanto para los perfiles como para las planchas, bajo códigos AISC.

En la siguiente imagen se muestra una planta general de la edificación:

En esta secuencia de imágenes se muestra una perspectiva general de la edificación:

En este proyecto nuestra oficina de ingeniería estrenó el programa IDEA StatiCa Connection, con el cual pudimos evaluar primero uniones típicas desarrolladas inicialmente por métodos formulados y luego revisadas con IDEA Statica, después el diseño de uniones complejas y por último la optimización de las uniones.

Método formulado Vs Idea Statica

Al tratarse de la adquisición de nuevos programas y a que el programa Idea Statica es una nueva herramienta avanzada en el diseño de uniones, nuestra oficina de ingeniería siempre realiza comparaciones de uniones típicas por métodos formulados y desarrolladas en hojas de cálculo de elaboración propia que en este caso fue bajo la norma ANSI/AISC 358s2-20 (Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications, including Supplements No. 1 and No. 2), realizando la comparación contra los resultados obtenidos por el programa idea Statica.

En la siguiente tabla se muestra el ejemplo en el que se compara una unión tipo End plate de un perfil tipo IPE360 como viga y un perfil tipo HEB600 como columna.

Se puede notar que con la utilización del programa Idea Statica los pernos son iguales, la plancha extrema ligeramente menor y las soldaduras están cercanas a los demás resultados. Esta situación es similar para otras combinaciones de perfiles y cargas.

Uniones complejas

En buena parte de los proyectos algunas uniones escapan del alcance de los métodos de diseño formulados, se aplican similitudes que en el mejor de los casos se termina sobrediseñando o colocando componentes a las uniones que no son necesarios, por lo que en este proyecto fue indispensable utilizar el programa idea Statica para el análisis y diseño de varias uniones, con el cual se estudió los modos de falla de las uniones, se colocaron planchas, pernos y soldaduras de acuerdo a sus necesidades, además se exploró las zonas donde posiblemente se generarían las rotulas plásticas, alejándolas de la zona de la unión o tornillos. Algunas de estas uniones se muestran a continuación:

Optimización de uniones

Dado que el programa IDEA Statica se incorporó a mitad de proyecto se tuvo la oportunidad de revisar y ajustar las uniones ya diseñadas por métodos formulados, pudiendo optimizar y economizar espesores de planchas y soldaduras, por ejemplo, en la utilización de refuerzos de columnas en alma y alas para las uniones tipo end plate (plancha extrema), disminuir la utilización de rigidizadores y colocar en la cantidad y la posición más optima, entre otros.

El porcentaje de disminución en pesos de planchas fue cercano al 5 %. En las siguientes tablas se muestran los resultados obtenidos.

En poco tiempo hemos mejorado nuestra capacidad en el diseño de conexiones, trayendo en el aumento de nuestra productividad y disminuyendo a nuestros clientes pesos en planchas como en soldaduras. Esta aplicación forma parte del avance tecnológico gigantesco en el desarrollo de la ingeniería civil en los últimos 20 años, hemos visto desde sistemas bajo DOS donde el diseño de estructuras se realizaba aplicando coordenadas para indicar los miembros estructurales hasta métodos gráficos donde se puede modelar las estructuras, en uniones las primeros avances fueron hojas de cálculo, luego programas que presentaban uniones típicas y en la actualidad programas como Idea statica que pueden modelar buena parte de las uniones (si no todas) que se pueden presentar en un proyecto y mejor aún el avance continuo que presenta esta herramienta de trabajo.

Autor: Ing. José Rafael Galiño Iglesias. Proyectos de ingeniería estructural

Fabricante/Constructora: Preacero