Hormigones de alta resistencia en la edificación de …e-ache.com/modules/ache/ficheros/Realizaciones/Obra93.pdf · RESUMEN La utilización de los hormigones de alta resistencia

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RESUMEN

La utilización de los hormigones de alta resistencia en lasestructuras de edificación de gran altura ha experimentado unnotable incremento debido a la idoneidad de sus prestacionesen los elementos portantes verticales, que no se limitan exclu-sivamente al aumento de la capacidad resistente y lo que ellosupone de reducción de dimensiones, volúmenes y pesos, sinotambién a la gran mejora que aportan en lo referente a la dura-bilidad y a los aspectos reológicos.

No obstante, para alcanzar la máxima efectividad de suempleo, el proyecto de la estructura debe tener en considera-ción los criterios específicos que se señalan, de forma de evi-tar o reducir la incidencia que las deformaciones diferidas dedichas piezas verticales, aunque mejoradas respecto a las quese obtendrían con hormigones normales, implican en la res-puesta del sistema a largo plazo.

La exposición se completa con la descripción de la aplica-ción de estos hormigones al proyecto del Edificio Torre Espa-cio en el Paseo de la Castellana en Madrid.

SUMMARY

The use of high strength concrete in tall buildings has beco-me increasingly more widespread due to the suitability of itscharacteristics in vertical bearing elements. These characte-ristics are not purely limited to increase the strength capacityand the ensuing reduction in size, volume and weight, but also

to the great improvements related to durability and timedependent effects.

However, in order to ensure maximum effectiveness, thedesign of the structure should take into account the specificcriteria indicated in the paper, in order to prevent or reducethe effects that creep in vertical members may have on thelong-term response of the structure, even though this is verymuch improved compared to that obtained from normal con-crete.

The paper includes a description of the use of this type ofconcrete in the Torre Espacio Building in the Paseo de la Cas-tellana in Madrid.

La presencia de los Hormigones de Alta Resistencia (HAR)en el ámbito de la construcción de edificios ha tenido unaintroducción muy acompasada con el avance de sus posibili-dades de utilización sistemática y económica, y con las con-diciones de su adecuada puesta en obra, hasta lograr que suuso pueda considerarse como si se tratara prácticamente de unhormigón habitual. Actualmente estas condiciones se cum-plen y la decisión de su utilización se establece en relacióncon aspectos relacionados muy diversamente con el edificio:tipología estructural, rapidez de ejecución, economía genera-lizada, etc.; pero puede decirse que su utilización resulta muycompetitiva en muchas ocasiones para la realización de loselementos verticales de las estructuras de altura.

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Hormigones de alta resistenciaen la edificación de gran altura

Aplicación particular al Edificio Torre Espacioen el Paseo de la Castellana Madrid

Specific application to the Torre Espacio Buildingin the Paseo de la Castellana in Madrid

Specific application to the Torre Espacio Buildingin the Paseo de la Castellana in Madrid

Julio Martínez CalzónDr. Ingeniero de Caminos

MC2 Estudio de Ingeniería, S.L.

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El desarrollo de este tipo de hormigones: fc ≥ 50 MPa, en laEdificación de Gran Altura (EGA) comienza en Chicagohacia 1970, siendo su edificio más representativo el LakePoint Tower (H ≅ 180 m; fc = 55 MPa) (Fig. 1); alcanza unrango muy importante hacia 1990 en los edificios del 311South Wacker Drive (H ≅ 290 m; fc = 84 MPa) (Fig. 2) y TwoPrudential Plaza (H ≅ 275 m; fc = 84 MPa) (Fig. 3) y actual-mente, saliendo de sus orígenes, sus ejemplos más destacadosson los edificios Two Union Square en Seattle (H ≅ 220 m; fc

= 133 MPa) (Fig. 4) en cuanto a resistencia y las Torres Petro-nas de Kuala Lumpur en Malasia (H ≅ 450 m; fc = 89 MPa)(Fig. 5) considerando la altura.

La adecuación de los HAR a la Edificación de Gran Alturaaparece casi como algo obvio o inmediato, ya que su rendi-miento bajo solicitaciones dominantes de grandes compresio-nes determina reducciones notables de sección en los elemen-tos resistentes verticales, lo que lleva aparejado –además de lamayor superficie útil del edificio– unos volúmenes de puestaen obra menores y unos pesos propios asimismo menores, queen los casos de gran número de plantas determinan unas ven-tajas claras y bien definidas(1).

Objetivamente esto es así, pero no del todo. Existen inte-racciones entre los diferentes elementos resistentes que cons-

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Figura 1. Lake Point Tower, Chicago.

Figura 4. Two Union Square, Seattle. Figura 5. Torres Petronas, Kuala Lumpur.

Figura 2. South Wacker Drive, Chicago. Figura 3. Two Prudential Plaza, Chicago.

(1) Independientemente de las mejores condiciones de durabilidad y la reducción de la incidencia de la retracción y la fluencia, que estos hormi-gones determinan.

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tituyen la estructura de un EGA, que requieren ser analizadosmás a fondo y en pormenor, y que dependen y se interrela-cionan en gran medida con los siguientes factores:

– Tipología estructural del edificio, especialmente en lorelativo a las acciones horizontales.

– Tipología de las estructuras de las plantas y disposicióny relación de las superficies que actúan sobre los dife-rentes elementos verticales.

– Incidencias de las solicitaciones permanentes que ac-túan sobre dichos elementos verticales.

– Proceso constructivo de la estructura.

– Programa temporal de acabados, especialmente pavi-mentos.

En términos generales, podría decirse que el empleo delHAR no experimentaría reduccionismo alguno si las accionespermanentes en los sistemas verticales determinaran estadosde tensión homogéneos en el hormigón de los diversos ele-mentos portantes, de manera que las deformaciones diferidasde los mismos resulten prácticamente semejantes.

Pero esta condición no es fácil de alcanzar en la EGA pues-to que uno de los aspectos dominantes de estos edificios con-siste en controlar la respuesta resistente, estática y dinámica,de la estructura frente a las acciones horizontales de viento yeventualmente sismo.

Para ello, en general, los sistemas estructurales tienden autilizar las envolturas de los cuerpos de comunicaciones e ins-talaciones: núcleos de ascensores y/o escaleras; patios de con-ducciones; divisiones importantes; etc.; en el intento de creargrandes tubos cerrados o semiabiertos, pantallas, o combina-ciones de estos elementos, en orden a conseguir un esquemade la mayor rigidez posible para el sistema resistente en mén-sula vertical, huyendo, como es lógico, de los sistemas deentramado, de mucha mayor deformabilidad.

Los requerimientos de confort y funcionalidad de las plan-tas superiores de los edificios de altura frente a las solicita-ciones horizontales determinan, para los antedichos tipos denúcleos o pantallas, espesores de sus paredes que no secorresponden con la condición antes señalada de conseguirtensiones permanentes semejantes a las de los soportes aisla-dos que completan el conjunto de piezas verticales sustentan-tes, al no incorporarse a dichas piezas especiales –precisa-mente por ser en gran medida huecas o con zonas de forjadocon grandes huecos muy próximas– unas cargas permanentescapaces de lograr tales estados de tensión permanente.

Además, las necesidades funcionales de las superficies úti-les de las plantas llevan a incluir, en general, el menor núme-ro posible de soportes para favorecer los procesos constructi-vos, planteándose por tanto un empleo mucho más activo dela capacidad de estos elementos aislados.

Esto trae como consecuencia que, de manera general, salvoen edificios diseñados con criterios muy específicos, la rela-ción de tensiones permanentes entre los soportes y los núcle-os o pantallas de un EGA puede oscilar alrededor de 3 veces,o incluso más en ciertos casos. Consiguientemente las defor-

maciones diferidas en los soportes serán de 2 a 3 veces mayo-res que en los núcleos o pantallas.

Así, por ejemplo, adoptando tensiones medias permanentesen el HAR de un soporte del orden de 18 MPa (≅ 180 kp/cm2),esto equivaldría a un valor elástico de la deformación εoc ≅5,10-4 ≡ 0,5 mm/m, lo que representaría para una planta alta,en el entorno de H = 175 m, un descenso elástico del orden de90 mm que, debido a los procesos constructivos planta a plan-ta, pueden reducirse a un orden de la mitad, es decir unos 45mm; y a un descenso diferido de fluencia y retracción delorden de 250 mm, considerando valores de ϕ∞ ≅ 2,4 yε’cs∞ = 18,10-5, bastante más reducidos que los de los hormi-gones normales.

Consiguientemente el descenso total del soporte a esa altu-ra se situaría en el entorno de unos 295 mm.

Por el contrario, en un núcleo la tensión permanente podríasituarse, para un hormigón H30, en un orden de 6 MPa (≅ 60kp/cm2) con unos valores elásticos y diferidos correlativos delos antedichos del orden de 18 y 154 mm respectivamenteconsiderando valores de ϕ∞ ≅ 3,25 y ε’cs∞ = 25,10-5; con undescenso total del núcleo a la referida altura del orden de 172mm. Esto significaría un asiento diferencial neto entre sopor-tes y núcleos del orden de 123 mm, y aún mayores en plantassuperiores, difícilmente asumibles por la funcionalidad y losacabados del edificio.

Las posibilidades para reducir estos valores son muy di-versas:

– Utilización de hormigones HAR con valores mínimosde ϕ∞ y εcs∞ lo que conlleva una ejecución muy cuidado-sa y más costosa (a/c ≅ 0.3; microsílice; superfluidifi-cantes en proporciones elevadas; etc).

– Empleo de importantes cuantías de armaduras en lossoportes y prácticamente mínimas en los núcleos; lo quedetermina una reducción aproximada del 20% en lasdiferencias antedichas, pero aún así todavía alejadas delos valores prácticos admisibles.

– Reducción de las secciones de los núcleos y aumento desus dimensiones exteriores geométricas. Condicionespoco favorables usualmente al estar estos aspectos muypenalizados por las condiciones arquitectónicas y derentabilidad de las plantas.

– Incremento de las cargas en los núcleos (concentraciónde su proximidad de aljibes; centros de instalaciones,etc.) procesos válidos pero poco eficaces en valor abso-luto.

– Incremento de acero en los soportes empleando seccio-nes mixtas y reduciendo la dimensión y sección real delhormigón.

– Incremento de la sección estricta necesaria de hormi-gón, con pérdida de la eficacia y sentido del uso delHAR.

– Máximo retraso posible en la colocación de pavimentos,cerramientos y tabiquería respecto a la ejecución de laestructura.

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Y en general resulta obligada una combinación de todosestos factores, para poder alcanzar las condiciones funciona-les requeridas.

De todo lo anterior puede establecerse una generalización,siempre arriesgada pero orientativa, que diría:

“La utilización del HAR en los soportes de los EGA nopuede extenderse activamente a la totalidad de su alturasino que, en términos generales debería limitarse al 40%de la misma o ligeramente superior. Además estas piezasdeben ir fuertemente armadas o incluso combinadas ensecciones mixtas”.

Para poder evitar estos condicionamientos, en orden areducir los asientos diferenciales entre los núcleos y sopor-

tes, el sistema estructural debería diseñarse en total inte-racción con el arquitectónico con el fin de graduar adecua-damente las solicitaciones permanentes de ambos tipos depiezas.

Así tipologías estructurales del tipo de las definidas en lasfiguras 6 y 7, en las que amplias superficies apoyan mediantevoladizos o vigas en los núcleos, podrían llegar a ser comple-tadas en su totalidad con HAR; mientras que en los sistemasdel tipo de los incluidos en las figuras 8 y 9, con superficiesrelativamente estrictas cargando sobre los núcleos, no seráprácticamente posible alcanzar tales condiciones.

Obviamente, en las estructuras aporticadas o del tipo detubos ligados (bundled tubes) la utilización sería perfecta-mente factible en la práctica totalidad de la obra.



Figura 6

Figura 8

Figura 9

Figura 7

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El siguiente punto de reflexión relativo a los HAR corres-ponde a la interacción entre soportes y forjados. En general,estos últimos no requieren el empleo de HAR al estar usual-mente condicionados por los factores de esbeltez (flecha), acausa de la tendencia a reducir el número de soportes e incre-mentar las luces de los vanos de las plantas.

La tipología de los forjados es asimismo un factor influyen-te. Los tipos más empleados actualmente en la EGA son lossiguientes:

– Losas macizas y casetonadas, armadas o pretensadas, enhormigones normales o ligeros.

– Losas mixtas de chapa plegada con sistemas de vigasaligeradas, alveoladas o en celosía.

– Sistemas prefabricados apoyados en vigas de fachada, ointeriores muy aligeradas, para paso de instalaciones.

La flexibilidad, el peso, y los procesos constructivos deestos sistemas inciden también en gran medida en el uso máso menos activo del HAR para los soportes. Así:

• En los forjados de hormigón del primer tipo, la ejecu-ción usual: soporte-losa-soporte, requiere que las zonasde piso atravesados por los soportes deben ser realizadascon el HAR empleado para estos, lo cual determina lanecesaria ejecución de la losa en dos fases:

1.ª) Hormigonado de las zonas de soporte y próximasal mismo, en HAR; con la necesaria disposición decontenciones para mantener adecuadamente confi-nado y colocado este hormigón.

2,ª) Zonas de vanos, en hormigón normal.

• En los otros dos casos el proceso anterior puede evitar-se, al tener la posibilidad de no interrumpir la seccióndel soporte (Fig. 10).

Asimismo, aspectos semejantes se dan también en lascimentaciones, normalmente realizadas en hormigones nor-males, requiriéndose el realizar zonas de transferencia relati-vamente importantes con el HAR (Fig. 11).

El empleo del HAR en los núcleos es prácticamente inne-cesario, salvo esquemas estructurales y funcionales muyexpresamente diseñados, como ha quedado antes expuesto.

Como resumen de todo lo antedicho podría enunciarse losiguiente:

El empleo de hormigones de alta resistencia en las piezasverticales de los edificios de gran altura solo puede llevarse acabo en porcentajes muy elevados, si el proceso de configu-ración y diseño del edificio es llevado a cabo en forma inte-ractiva y adecuada entre la Ingeniería Estructural y la Arqui-tectura teniendo en cuenta las premisas mencionadas.

El caso particular al que ahora pasaré a referirme, no hasido precisamente proyectado bajo estas características, sinoque se han dado las usuales de tener que definir una estructu-ra a partir de una diseño arquitectónico y funcional estableci-do –en este caso resultado de un concurso restringido de pro-puestas entre grandes arquitectos–, al cual debe incorporarsecon las mínimas interacciones posibles un sistema resistenteen parte preconcebido durante la fase de la concepción arqui-tectónica.

El edificio TORRE ESPACIO, actualmente en fase final delproyecto, presenta las siguientes características (Fig. 12):

Altura total: 237 m; (219 m sobre rasante)

62 plantas; (56 plantas sobre rasante)

6 sótanos, con una profundidad total de 18,4 m

Dimensiones en planta: 42,6 x 42,6 m

Arquitectos: Pei, Cobb, Freed & Partners; Nueva York.

Arquitecto Asociado: Reid Fenwick Asociados; Madrid.

Propiedad: Inmobiliaria Espacio (Grupo Villar Mir).



Figura 10. Intersección de soportes y forjados.

Figura 11. Arranque de soportes.

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Asimismo, la propiedad consideró obligado la realizacióndel edificio en su práctica totalidad en hormigón armado, ycon la máxima utilización posible del HAR con resistenciascomprendidas entre 60 y 80 MPa.

Del estudio de la Arquitectura y las distribuciones del edifi-cio, inmediatamente se puso de manifiesto su pertenencia algrupo de soluciones no ajustadas a un uso amplio del HAR y,por tanto, que el empleo del mismo solo sería relativo o par-cial.

El esquema estructural principal considerado responde altipo denominado como sistemas “sombrero” o “cinturón”;

consistente en la interacción de un tubo o núcleo central y ungrupo de soportes periféricos vinculado a aquél, en corona-ción (sombrero) o a una altura intermedia (cinturón), median-te grandes elementos flectados, para conseguir mediante latransferencia de axiles de compresión y tracción, a uno y otrolado del núcleo, la colaboración de tales soportes en el proce-so deformativo frente a las acciones horizontales.

En el presente caso el sistema es del tipo cinturón, y la com-posición completa del sistema estructural está formada por lossiguientes subsistemas (Fig. 13 y 14):



Figura 12. Edificio Torre Espacio, Madrid

Figura 13

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1. Sistema o tubo central; compuesto por tres núcleos dehormigón, centrados en la planta, cada uno de los cualesenvuelve una batería de ascensores: el central, de sec-ción rectangular cerrada y más amplio, se extiende a latotalidad de la altura del edificio; mientras que los dosrestantes, de sección también rectangular pero abierta enC, se interrumpen a alturas intermedias.

2. Grupo de soporte principales; formado por 10 de lasunidades pertenecientes al conjunto de soportes dis-puestos en la periferia de la elipse que conforma la partecentral del edificio que se alza, a través de las zonasinferiores más complejas, hasta la coronación.

Dichos soportes se vinculan a los núcleos mediante elsistema cinturón descrito más adelante.

Otros 8 soportes, 4 periféricos y 4 de esquinas en laszonas de las escaleras de emergencia completan estegrupo, constituido por piezas de tipo mixto.

3. Sistema cinturón; conjunto de grandes vigas radiales,que partiendo del núcleo central cerrado, como prolon-gación de sus lados cortos, se unen a dos grandes vigasde fachada, cada una de las cuales conecta 5 de lossoportes principales antedichos.

Este sistema se sitúa a unos 2/3 de la altura total, apro-vechando la necesidad de una entreplanta técnica, quetambién resultaba favorable el ubicar a esta altura, y sutrabajo fundamental se efectúa en la dirección transver-sal a la elipse, y más desfavorable del núcleo, aunquetambién colabora en la longitudinal, más favorable.

4. Soportes periféricos de fachada; en parte verticales y enparte inclinados según se sitúen en las fachadas planaso curvas respectivamente, que cierren la parte inferiordel edificio, la cual surge de una planta cuadrada y ter-mina a alturas muy variadas, a medida que la macla conla elipse central va desapareciendo. Su trabajo frente alas acciones horizontales en el computo del edificio,aunque menor que el de los soportes principales, no esdespreciable y se produce a través de las placas de for-jado.

5. Dos grandes vigas cargadero; situadas en la parte infe-rior, en dos lados adyacentes del cuadrado que constitu-ye la planta total, recogen a los soportes superiores deestas dos fachadas para liberar las zonas bajas y crear ungran hall-mezanine en la zona de accesos principales aledificio.

6. Forjados de piso; constituidos por losas macizas de hor-migón armado de 28 cm de espesor, empotradas elásti-camente con los núcleos y soportes de la estructura.

7. Losa de cimentación.

Dentro del tema del HAR que nos ocupa, puede señalarseque fueron llevados a cabo inicialmente modelos simplifica-dos que reproducían la estructura global del edificio, peroagrupando los forjados en bloques de 4 plantas. Se contrasta-ron así rigideces variables para los sistemas 1, 2 y 3 de núcle-os, soportes principales y cinturón, para optimizar las condi-ciones de su trabajo conjunto respecto a las accioneshorizontales de viento.



Figura 14

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Asimismo, el modelo citado permitió establecer dimensio-nes correctas de tales elementos y las posibilidades de empleoreal del HAR en las zonas apropiadas del edificio, conside-rando las condicionantes deformativas entre sistemas, previa-mente descritas.

Antes de precisar estos temas, debe también exponerse enforma somera el control llevado a cabo relativo a las referidasacciones horizontales.

En primer lugar, fueron evaluadas las fuerzas globales dearrastre (coeficiente eólico), mediante los valores analíticosproporcionados por el EC1 y las recomendaciones de laECCM, a partir de la velocidad de referencia adoptada Vref = 24m/seg, correspondiente a Madrid, según la IAP.

En paralelo, se llevó a cabo la realización de un modelorígido en túnel de viento que permitió estimar estos mismosvalores de arrastre, así como las fluctuaciones de puntas yvalles de presión y succión en las fachadas y zonas inferiores.

Este modelo a escala 1/200, llevado a cabo en la E.T.S. deIngenieros Aeronáuticos de Madrid, fue sometido a una soli-citación de viento uniforme, sin consideración por tanto, de lacapa límite (configuración del terreno) pero teniendo en con-sideración la cercana presencia de otro edificio análogo aconstruirse en breve plazo.

Los valores globales de los momentos en la base de la torreobtenidos por este procedimiento fueron superiores a losdeducidos del análisis normativo:

– 24% en la dirección transversal a la elipse;

– 38% en la dirección longitudinal a la misma.

Finalmente, fue llevada a cabo la realización de otro mode-lo en túnel de viento en los Laboratorios Davenport de Onta-rio (Canadá)(2), a escala 1/400, en el que fue considerado elefecto de la capa límite, mediante la disposición detallada delrelieve y edificaciones del entorno actual: zonas suburbanasal norte y urbanas al sur, en un entorno de radio 500 m cen-trado en el edificio.

Asimismo, se tuvo en consideración la presencia enun futuro inmediato del edif icio semejante en la proxi-midad y dispuesto en la forma más desfavorable posi-ble respecto al de estudio.

La modelización del viento incorporaba el gradientevertical de velocidades medias del viento real previsible,con un valor de la velocidad de referencia (a 10 m de altura)de 27 m/seg.(3); y una velocidad media de gradiente en unahora de 48 m/seg.

Este ensayo permite obtener, a partir de un procedimientosrecientemente desarrollado por el citado laboratorio, lasacciones dinámicas producidas por el viento mediante la inte-gración de las medidas de presión instantáneas controladas

simultáneamente en todos los puntos medidos, mediante unalectura de alta velocidad.

Con estos datos y las propiedades modales de la respuestadinámica aeroelástica del modelo analítico previamente estu-diado, considerando coeficientes de amortiguamiento estruc-tural comprendidos entre 1 y 2%, fundamentalmente (aunquetambién se estudiaron valores adicionales de 0,5%, 0,8% y4% para garantizar la sensibilidad del sistema), se determi-naron los efectos globales sobre la estructura: movimientoshorizontales, aceleraciones y acciones estáticas equivalentes.En el estudio final de la estructura se adoptaron los valorescorrespondientes al amortiguamiento estructural del 1,5%que se estima perfectamente apropiado, del lado de la seguri-dad, para el tipo estructural y el material dominante del edi-ficio.

Las frecuencias obtenidas de los modos principales del edi-ficio, y empleadas en el control antedicho fueron (Fig. 15):

Modo 1 0,126 Hz (Periodo 7,9 seg)

Modo 2 0,154 Hz

Modo 3 0,323 Hz

Este ensayo confirmó, con ligeras reducciones, los valoresglobales de arrastre obtenidos y determinó que la respuestadinámica del edificio, predimensionado con los valores de losanálisis previos, basados en la condición de limitar el despla-zamiento en coronación a un valor δ ≤ H/500 ≅ 0.47 m, ofre-cía condiciones apropiadas:

Para acciones de viento con periodo de retorno de 10 años,la aceleración máxima prevista en la planta superior, sin inci-dencia de la torre próxima, para un 1,5% de amortiguamientoestructural, resulta: 18.2 mili-g.

Y con la incidencia de la torre próxima en la peor orienta-ción posible: 23.1 mili-g.

La aceleración torsional en ningún caso supera los 2 mili-g,a 30 m del centro del edificio.

Valores perfectamente adaptados a los requerimientos deconfort.

Para un periodo de retorno de 100 años, las aceleracionesmáximas resultan:

57 mili-g, sin incidencia de la torre próxima;

63 mili-g, con incidencia de la misma.

En la realidad estos valores se sitúan ligeramente del ladode la seguridad ya que la rigidez estimada en la fase previapara el núcleo central cerrado (perforado por las puertas deacceso a la zona de ascensores), resultó algo inferior a la pos-teriormente deducida en el modelo analítico global empleadopara el dimensionado y control final de los elementos, en el



(2) Alan G. Davenport Wind Engineering Group. Boundary Layer Wind Tunnel Laboratory. University of Western Ontario, London, Ontario,Canada.

(3) Ajustado posteriormente durante el análisis del edificio al valor de referencia de 24 m/seg. antes citado.

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lecual se incorpora la totalidad de los diferentes sistemasestructurales, soportes y forjados reales del edificio.

Pasos paralelos llevados a cabo en el estudio efectuado fue-ron:

– Control de la cimentación formada por una losa de grancanto (4 m de espesor) pretensada en las dos direccionesortogonales, para mantener su rigidez no fisurada, evi-tando cantos mayores y sus correspondientes profundi-dades y longitud de pantallas.

– Dimensionamiento de las potentes vigas cargadero mix-tas en celosía, con inclusión de diagonales activasmediante pretensado en el interior de sus seccionesmetálicas, con el fin de poder ir eliminando los asientos(flechas) durante la ejecución (tres fases de tesado) ylograr que sólo las flechas de sobrecarga y una ligerafracción de las permanentes sean activas y afecten al sis-tema de forjados inmediatamente próximos en altura.

– Análisis de los efectos diferidos y límites en la dispo-sición y distribución de las secciones de HAR,teniendo en cuenta el proceso constructivo real, y laconsideración de los valores de ϕt y ε’

cst con las eda-des correspondientes a cada fase (Fig. 16). Se inclu-yen además en esta figura los valores de los descen-sos que se producirían si la estructura fuera puestaidealmente en carga permanente en su totalidad deuna manera simultánea, como si estuviera idealmentecimbrada.

– Optimización de los sistemas de soportes, con configu-ración mixta y diversas calidades de hormigón, en basea las capacidades resistentes y de deformabilidad reque-ridas, analizados sin considerar tracciones en los perfi-les metálicos para facilitar los procesos constructivos.

La distribución final de los hormigones empleados enlos elementos verticales del edificio han sido, los refle-jados en la figura.



Figura 15. Geometría de los modos propios de vibración de la torre.

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– Análisis del sistema cinturón, para ajustarse a los reque-rimientos resistentes de transferencia entre núcleo cen-tral y soportes de elipse bajo las solicitaciones de vien-to, teniendo en consideración los requerimientosplanteados por la disposición de aljibes y pasos de uso ycruce de instalaciones requeridos en las grandes panta-llas de hormigón que forman estos elementos.

En el proyecto de la estructura de esta edificación estánparticipando los Ingenieros de Caminos:

Miguel Gómez Navarro, Jefe de Proyecto

Belén Ballesteros Molpeceres

Carlos Castañón Jiménez

María Corral Escribano

Miguel Fernández Ruiz

Álvaro Serrano Corral

del estudio MC2;

y:

Arturo Castellano Ortuño

Tomás Ripa Alonso

de IDEAM.



Figura 16. Flechas diferenciales entre el núcleo central y lossoportes principales.

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Torre Espacio. Proyecto arquitectónicoTorre Espacio. Architectural design

José Bruguera Massana(1)

(1) Arquitecto AIA, Associate Partner.

Persona de contacto / Corresponding author: [email protected]

Hormigón y AceroVol. 59, nº 249, págs. 9-17

julio-septiembre, 2008ISSN: 0439-5689

RESUMEN

El presente artículo describe las características arquitectónicas del edificio situado más al norte del conjunto Cuatro TorresBusiness Area (CTBA), en Madrid. Tras realizar una introducción con unas reflexiones sobre su concepción se pasa a explicarlos accesos al mismo, así como las plantas bajo y sobre rasante, indicando el uso de las mismas, tanto en las de uso público co-mo en las técnicas destinadas a los equipos de las instalaciones. Finalmente, se muestra el planteamiento de la fachada del edi-ficio y de la climatización de los volúmenes afectados.

Palabras clave: rascacielos, muro climático activo.

ABSTRACT

This article describes the architectural features of the building located most to the north out of the overall Cuatro TorresBusiness Area (CTBA), in Madrid. After an introduction with thoughts on its conception, the accesses to the tower are explainedas well as the ground floor and above street level floors, describing the use to which they are earmarked both with respect to thepublic and to the technologies for the installations’ equipment. Finally, the approach taken to the building’s façades and air con-ditioning of the areas involved are described.

Key words: Skyscraper, active climate wall.

Recibido / Received: 27/11/2007Aceptado / Accepted: 20/02/2008

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J. BrugueraR

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10 H o r m i g ó n y A c e r o • Volumen 59, no 249 • julio-septiembre, 2008 • Madrid (España) • ISSN: 0439-5689

1. INTRODUCTION

Promoted by the Villar Mir Group, theTorre Espacio building occupies a privi-leged site in Madrid’s most importantavenue and, therefore, should providesomething more than attractive, effi-cient office spaces: it should strengthenthe surroundings in which it is embod-ied apart from reviving Madrid’s streetprofile, since it will be one of the city’smost prominent buildings (Figure 1). Inorder to take advantage of this opportu-nity whilst at once fulfilling these premi-ses, we have proposed a unique, slenderbuilding whose geometry provides achanging view (Figure 2).

In the words of Henry Cobb, TorreEspacio owes its peculiar shape to animpulse: the desire to prove something,to bring what is inert to life, to make theimmovable mobile. Not content to haveour tower erect on the ground, we want-ed it to climb up from the earth likesomething growing. Every form of plantlife, be it a blade of grass or a robusttree, changes its structure while grow-ing. Therefore, from the root to thetrunk, the branch and the leaf, the evo-lution of its shape proves it is alive.

Could a skyscraper -its concreteframe being wrapped in a firm skin ofmetal and glass - be modelled in such away that it were seen in another light, asif having risen from the earth as a realliving being?

We began our experiment endeavour-ing to imagine how a high rise building,with a square plan at its base, couldgradually evolve into a rhombus formedby two fourth parts of a circle at itscrown. Our aim was to cause a rotation-al change that would give life to the tow-er by exposing different shapes in a pecu-liar manner, seen from different points(Figure 3). After trying out several slop-ing, stepped profiles, we discovered thatthe cosine curve was the ideal geometri-cal mechanism to achieve the evolutiondesired in a shape under construction(Figure 4). By distributing the points ofintersection between the emergingcurved surfaces and the orthogonal com-ponents falling back from the tower’ssuccessive storeys, the cosine curve facil-itates the building and assembling of thetower’s outside wall. But, even more im-portant, seeing that its index of curvatureis not constant but decreases as it ad-vances, the cosine curve gives a palpablefeeling of acceleration energising thetower’s shape, giving it life. We believewe have found the means whereby ourtower displays what we wanted.

2. ACCESSES

The tower’s main access is gained viathe building’s East and South façadeswhich are linked to the Paseo de laCastellana (Castellana Avenue) throughthe new Plaza (Square) where the four

1. INTRODUCCIÓN

El edificio Torre Espacio, promovidopor el Grupo Villar Mir, ocupa un em-plazamiento privilegiado en la avenidamás importante de Madrid, y debe porlo tanto aportar algo más que espaciosde oficina atractivos y eficientes: debepotenciar el entorno en el que se incor-pora, además de reavivar el perfil urba-no de Madrid, puesto que será uno delos edificios más prominentes de la ciu-dad (Figura 1). Para aprovechar estaoportunidad al tiempo que cumplir conestas premisas, hemos propuesto un edi-ficio singular y esbelto con una geome-tría que permita tener una visión cam-biante (Figura 2).

De acuerdo con las palabras de HenryCobb, Torre Espacio debe su peculiarforma a un impulso: el deseo de demos-trar algo, de darle vida a lo inerte, de ha-cer movible lo inamovible. No contentoscon tener nuestra torre erguida sobre elsuelo, queríamos que ascendiera desde latierra como algo que crece. Toda formade vida vegetal, sea una brizna de hierbao un árbol robusto, cambia su estructuramientras crece. Por tanto, desde la raízhasta el tronco, la rama y la hoja, la evo-lución de su forma evidencia su vida.

¿Podría un rascacielos -su armazón dehormigón envuelto en una piel firme demetal y cristal- estar modelado de talforma que fuera visto de otro modo, co-mo habiendo surgido de la tierra, comoun auténtico ser vivo?

Empezamos nuestro experimento in-tentando imaginar cómo un edificio enaltura, de planta cuadrada en su base,podría evolucionar gradualmente a unrombo formado por dos cuartas partesde un círculo en su corona. Nuestro ob-jetivo era provocar un cambio rotacionalque diera vida a la torre exponiendo dis-tintas formas de una manera peculiar,vistas desde distintos puntos (Figura 3).Después de probar varios perfiles incli-nados y escalonados, descubrimos quela curva coseno era el mecanismo geo-métrico ideal para lograr la evolucióndeseada en una forma en construcción(Figura 4). Distribuyendo los puntos deintersección entre las superficies curvasemergentes y los componentes ortogo-nales que retroceden de plantas sucesi-vas de la torre, la curva del coseno faci-lita la fabricación y el ensamblaje delmuro de cerramiento de la torre. Pero

Figura 1. Solar ocupado por la Ciudad Deportiva del Real Madrid antes de la construcción de las torres.

Figure 1 . Site occupied by the Real Madrid Sports Complex before the towers were built .

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11H o r m i g ó n y A c e r o • Volumen 59, no 249 • julio-septiembre, 2008 • Madrid (España) • ISSN: 0439-5689

más importante aun, debido a que su ín-dice de curvatura no es constante sinoque decrece mientras avanza, la curvacoseno imparte un sentido palpable de

aceleración que energiza la forma de latorre, dándole vida. Creemos que he-mos encontrado los medios para quenuestra torre muestre lo que queríamos.

overall towers are located.The access therefore offersa view of the developmentwith its pond and garden ar-eas around the tower (Figu-res 5 and 6).

Cars and lorries reachthe Building’s car park fromthe underground road run-ning around the perimeteras per the schematicarrangement defined in thePartial Development Plan.The perimeter road’s levelwhich is, therefore, that ofthe car park’s entry and ex-it, is approximately -6.9corresponding to storey -2.Two accesses are available,one at the East end of theground and the other at itsWest end. The service vehi-cle entry and exit are locat-ed at the West end. Vehiclesare internally distributedover the 6 underground carpark floors via two ramps.

The building is enteredthrough two halls with re-volving doors arranged inthe façades mentioned orthrough a bank of four liftscoming from the belowstreet level car park. Thethree storey high main hall

is accessed where the two reception ar-eas are located. The main hall is consid-ered as a transition area between floorsabove ground level and the basements,as being the main access route to thebuilding’s different areas. Two securitycontrol points have therefore been sitedbetween the main entrance and the bankof lifts.

The building’s central architecturalcore [1] organises both vertical andhorizontal traffic. It includes four banksof lifts servicing the building’s differentareas. The first bank is formed by fourlifts that service the six below street lev-el car parks. The remaining three bankshave six lifts which serve the building’soffice floors divided into three areas:Floors 1 to 18, Floors 18 to 33 andFloors 33 to 52. Apart from the publiclifts, the architectural core houses theservices, technical installations gal-leries and two service lifts. The lift hallprovides access to the rear part of thebuilding which is unique in character

Figura 2. El modelo digital del edificio Torre Espacio desde diferentes puntos de vista.Figure 2 – The Torre Espacio building’s digital model from different points of view.

Figura 3. Variación de la forma de las plantas con la altura.Figure 3. Variation in the shape of the floors with height .

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and for common use. This area of thebuilding consists of three mezzaninesorganised around a three storey high

triangular atrium, with a lift providing apanoramic view, a monumental stair-case and two storey high areas with ter-

2. ACCESOS

El acceso principal a la torre se pro-duce por las fachadas Este y Sur del edi-ficio que están vinculadas con el Paseode la Castellana a través de la nuevaPlaza en la que se ubican las cuatro to-rres del conjunto. El recorrido de acce-so ofrece, por tanto, una vista de la ur-banización con sus zonas de estanques yajardinadas que se desarrollan alrededorde la torre (Figuras 5 y 6).

Los coches y los camiones acceden alparking del edificio desde el viario sub-terráneo situado perimetralmente a lasparcelas según la disposición esquemá-tica definida en el Plan Parcial. La cotadel viario perimetral, y por tanto de lasentradas y salidas del aparcamiento, esaproximadamente -6,9 correspondiendoa la planta -2. Se disponen dos accesos,uno en el límite Este del terreno y otroen el límite Oeste del mismo. La entra-da y salida de los vehículos de servicioestán ubicadas en el límite Oeste. Ladistribución interna de los vehículos enlas 6 plantas bajo rasante de aparca-miento se lleva a cabo a través de dosrampas.

La entrada al edificio se produce através de dos vestíbulos con puertas gi-ratorias dispuestas en las fachadas indi-cadas, o bien a través de un núcleo decuatro ascensores que vienen del apar-camiento bajo rasante. Se accede direc-tamente al vestíbulo principal de triplealtura donde se distribuyen los dos es-pacios de recepción. El vestíbulo princi-pal se considera como un espacio detransición entre las plantas sobre rasan-te y los sótanos, por ser la principal víade acceso a las diferentes zonas del edi-ficio. En consecuencia, se han previstodos puntos de control de seguridad si-tuados entre la entrada principal y el nú-cleo de comunicación vertical.

El núcleo central [1] arquitectónicodel edificio organiza las circulacionestanto verticales como horizontales depersonas e instalaciones. En él se inclu-yen cuatro baterías de ascensores quedan servicio a las diferentes zonas deledificio. El primer grupo está formadopor cuatro ascensores que sirven a lasseis plantas del parking bajo rasante.Las otras tres baterías restantes son deseis ascensores los cuales sirven a todaslas plantas de oficinas del edificio divi-didas en tres zonas: Plantas 1 a 18,

Figura 4. Generación de la geometría del edificio a partir de la curva coseno.Figure 4. Generation of the building’s geometry from the cosine curve.

Figura 5. Infografía con el acceso peatonal el edificio.Figure 5. Infography with the building’s pedestrian access.

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Plantas 18 a 33, y Plantas 33 a 52. Elnúcleo arquitectónico alberga, ademásde los ascensores públicos, los servi-cios, las galerías técnicas de instalacio-nes y dos ascensores de servicio. A tra-vés de los vestíbulos de ascensores seaccede a la parte posterior del edificioque es de carácter singular y uso común.Este área del edificio consta de tres en-treplantas organizadas alrededor de unatrio triangular de triple altura con unascensor panorámico, una escalera mo-numental y espacios de doble altura,con usos terciarios y comerciales al ser-vicio del uso principal de oficinas.

3. PLANTAS BAJO RASANTE

Fuera del perímetro que ocupa la Torresobre rasante, y llenando todos los lími-tes del solar, se desarrolla el aparcamien-to general en seis plantas. En las seisplantas bajo rasante que ocupan el perí-metro del la Torre, se ubican en generallos espacios que no requieren luz naturalcomo mantenimiento de instalaciones,espacios técnicos y de instalaciones, ylos espacios de uso ocasional vinculadosal acceso del aparcamiento VIP.

Las características básicas del aparca-miento son las siguientes:

– 1.150 plazas distribuidas en 6Plantas Bajo Rasante.

– Aparcamiento restringido paraVIPS con acceso directo a los ascenso-res.

– Aparcamiento para 3 camiones o10 furgonetas en la Planta S2.

4. PLANTAS SOBRE RASANTE

En relación a la tipología de planta, eledificio sobre rasante puede dividirseen cuatro tipos diferenciados (Figura 7):

– Tres plantas de accesos con usos deCafetería, Gimnasio, Restaurante.

– Cuarenta y tres plantas tipo de ofi-cina.

– Dos plantas de uso común (Sky lob-bies en las Plantas 18 y 23).

– Dos Plantas de Dirección Corpo-rativa.

– Tres plantas Técnicas (Plantas M1,M2 y M3).

4.1. Plantas tipo de oficinas

Estas plantas están diseñadas parapermitir la máxima flexibilidad para di-ferentes tipologías de oficinas. El mó-dulo tipo tanto de fachada como de fal-so techo es de 1,20m, permitiendo el

tiary and commercial uses in the serviceof the main office use.

3. FLOORS BELOW GROUNDLEVEL

The six floor general car park is out-side the perimeter of the Tower occupiesabove ground level and fills all theplot’s limits. Areas not calling for natu-ral lighting are located in general onthe six floors below ground level occu-pying the Tower’s perimeter, such as in-stallation maintenance, technical andinstallation areas and areas used occa-sionally, connected to the VIP car parkaccess.

The car park’s basic features are:

– 1,150 car spaces distributed overthe 6 below Ground Level Storeys.

– Car park restricted to VIPs with di-rect lift access.

– Parking lot for 3 lorries or 10 vanson Storey S2.

4. ABOVE GROUND LEVELFLOORS

The building above ground level canbe divided into four different types offloor (Figure 7):

– Three floors for Snack/Coffee Bar,Gymnasium and Restaurant uses.

– Forty three office type floors.

– Two floors for common use (Skylobbies on Floors 18 and 23).

– Two Corporative ManagementFloors.

– Three Technical Floors (FloorsM1, M2 and M3).

4.1. Office type floors

These floors are designed to allowmaximum flexibility to the differenttypes of office. The standard façade andfalse ceiling module is 1.20m, allowingthe floor to be used both as for open

Figura 6. Infografía con el vestíbulo de acceso al edificio.Figure 6. Infography with the building’s access lobby.

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Figura 7. Alzado seccionado de la torre con las diferentes zonas del edificio.Figure 7. Cross sectioned elevation of the tower with the building’s different areas.

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uso tanto como planta abierta para ofi-cinas tipo paisaje, como el uso en des-pachos compartimentados con diferen-tes configuraciones. Todas las oficinastienen vistas al exterior y disponen deluz natural, y dado que la fachada es dedoble piel ventilada, permite maximizarel uso de luz natural y las ganancias tér-micas. A estas plantas se accede a travésdel vestíbulo de ascensores correspon-diente. Cada planta de oficinas está di-vidida en dos sectores de incendio inde-pendientes.

Las características principales de es-tas plantas son las siguientes (Figura 8):

– 43 Plantas de oficinas de alquilerde primera calidad (Class A Interna-tional Standard).

– Tamaño mínimo de alquiler 450 m2

o media planta.

– Altura libre suelo-falso techo 2,85 m.

– Módulo de planning de oficinas1,20 m.

4.2. Plantas de uso común (Skylobbies en las Plantas 18 y 33)

Las plantas 18 y 33 del edificio co-rresponden al cambio de baterías de as-censores de zona baja a zona media, yde zona media a zona alta respectiva-

mente. El cambio de ascensores en estasplantas se produce a través de dos atriosde doble altura, los cuales aparte de te-ner la función de cambio de ascensores,tienen un uso para descanso de los usua-rios del edificio. En la planta 18, apartedel atrio, la mitad de la planta está des-tinada a salas de reuniones subdividi-bles para diferentes tamaños de grupos(Figura 9).

plan offices and for offices compart-mented off with different configurations.All offices have an outside view andnatural light, and since the façade isdouble ventilated skin, it allows the useof natural light and thermal gain to bemaximised. Access is gained to thesefloors through the pertinent lift hall.Each office floor is divided into twoseparate fire sectors.

Figura 8. Plantas tipo de oficinas en las diferentes zonas del edificio.Figure 8. Typical office floors in different areas of the building.

Figura 9. Infografía con una de las zonas de “sky lobby”.Figure 9. Infography with one of the sky lobby areas.

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The main features of these floors are(Figure 8):

– 43 top quality, rented office floors(Class A International Standard).

– Minimum rented area 450 m2 orhalf a floor.

– 2.85 m clear floor/false ceilingheight.

– 1.20 m office planning module.

4.2. Common use floors (Sky lobbieson Floors 18 and 33)

The building’s floors 18 and 33 arewhere the banks of lifts change from thelower area to the mid area and from themid area to the upper area respectively.Two atriums of a double height facili-tate the change of lifts on these floors.Apart from having a change of lift func-tion, these atriums have a function as arest area for the building’s users. Apartfrom the atrium, half of floor 18 is ear-marked to sub-divisible meeting roomsfor different group sizes (Figure 9).

4.3. Executive Floors (Floors 51and 52)

To be occupied by the Villar Mirgroup’s executives, these are two floorswith two storey high areas. The mainaccess is gained from floor 51 throughthe bank of lifts whilst interior move-ment is facilitated by two two-storeyhigh atriums. The singular managementarea is organised around these areas,enabling a panoramic view of the wholecity to be enjoyed.

The whole approximately2,000 m2 area includes,amongst others, the follow-ing uses: halls, offices,waiting rooms, meetingrooms, Conference room,Executives’ dining room,pantry and library.

4.4. Technical Floors(Floors M1, M2 and M3)

Torre Espacio has threeTechnical Floors [2] aboveground level, which servicedifferent sections of thebuilding. The last installa-tions floor (M3) services

the tower’s top section and the items ofmachinery and open air sports uses(swimming pool and paddle track), pro-tected by an apron in a prolongation ofthe building’s façade in order to reduceits visual impact in accordance withRegulations. Thus the building’s overallheight of 227.25 m is reached, to whichmust be added communications anten-nas, lightning conductors and otheritems required up to a height less than250 m.

5. BUILDING’S FAÇADE

The concept of the Torre Espacio’sfaçade is a double skin with perforatedhorizontal slats allowing natural lightto pass through, privacy of interior ar-eas and transparency of the façade. Itsdesign is based on making an ActiveClimate Wall allowing radiation energyto be used to advantage and energy tobe saved. This active climate wall con-sists in a double glazed curtain wallwith the concept of an active façade.The interior return air circulatesthrough the space between the outsidewall and the inside glazed panel, withthe air then returning to the forced ven-tilation system (Figure 10).

The building’s inside air freely circu-lates through the inside of the doublewall cavity, entering through filteropenings at floor level and exitingthrough the ventilation ducts at the top.The curtain wall thus offers great mod-ular flexibility in controlling the outsideambience (natural light, temperature,humidity, wind and noise), to the bene-fit of the building’s occupants whilst at

4.3. Plantas de Dirección (Plantas 51y 52)

Éstas, que serán ocupadas por laDirección General del Grupo Villar Mir,se desarrollan en dos plantas con espa-cios de doble altura. El acceso principales desde la planta 51 a través del núcleode ascensores, mientras que la circula-ción interior se facilita mediante dosatrios de doble altura. Alrededor de és-tos se organizan los espacios singularesde la zona de dirección, disfrutándosede este modo de vistas panorámicas detoda la ciudad.

En la superficie total construida deaproximadamente 2.000 m2 se incluyen,entre otros, los siguientes usos: vestíbu-los, despachos, salas de espera, salas dereuniones, sala de Conferencias, come-dor de Directivos, office y biblioteca.

4.4. Plantas Técnicas (Plantas M1,M2 y M3)

Torre Espacio cuenta con tres PlantasTécnicas [2] sobre rasante, que dan ser-vicio a diferentes secciones del edificio.La última planta de instalaciones (M3)da servicio a la sección superior de latorre y los elementos de maquinaria yusos deportivos al aire libre (piscina ypista de paddle), protegidos por un petoen prolongación de la fachada del edifi-cio para reducir su impacto visual deacuerdo con la Normativa. De este mo-do se alcanza la altura total del edificiode 227,25 m, a la que habrá que sumarlas antenas de comunicaciones, pararra-yos y demás elementos precisos hastauna altura inferior a los 250 m.

5. FACHADA DEL EDIFICIO

El concepto de fachada de TorreEspacio, es una doble piel con lamas per-foradas horizontales que permiten el pa-so de luz natural, la privacidad de los es-pacios interiores y la transparencia de lafachada. El proyecto de la misma se basaen la realización de un Muro ClimáticoActivo que permite el aprovechamiento yel ahorro de la energía de radiación. Estemuro climático activo, consiste en unmuro-cortina de doble acristalamientodiseñado con el concepto de fachada ac-tiva. El aire interior de retorno circulapor el espacio entre el cerramiento exte-rior y el panel acristalado interior, retor-nando posteriormente el aire al sistemade ventilación forzada (Figura 10).

Figura 10. Infografía del muro-cortina.Figure 10. Courtain-wall infography.

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El aire interior del edificio circula li-bremente por el interior de la cavidaddel doble muro, entrando por aberturasfiltrantes a nivel del suelo y saliendo através de los conductos de ventilaciónen la parte superior. De esta forma elmuro-cortina ofrece gran flexibilidadmodular en el control del ambiente ex-terior (luz natural, temperatura, hume-dad, viento y ruidos), para beneficio delos ocupantes del edificio al mismotiempo que garantiza la conservación deenergía. Este control se lleva a cabo através de las lamas horizontales perfora-das que pueden ser levantadas, bajadaso inclinadas por el sistema de controlcomputerizado del edificio.

6. CLIMATIZACIÓN

El sistema de climatización del edifi-cio es de tipo “hibrido” aire/agua conaire exterior de ventilación, y panelesfríos de techo. El aire que se impulsa alambiente es de 2,5 R/H del volumen delos locales con 100% de aire exterior.Este aire primario es pretratado en laUTA Central y se encarga además decombatir la carga latente, controlar elgrado de humedad relativa ambiente y

una parte de la carga sensible, ya que seimpulsa a 18 ºC aproximadamente, ex-cepto durante la puesta en marcha inver-nal (Figura 11).

La carga sensible de verano (radia-ción solar, transmisión, personas, equi-pos, iluminación, etc.) se combate conlos paneles fríos de techos por los quecircula agua enfriada a 15/16 ºC.

La eficacia de la ventilación de sueloa techo y la eliminación de contaminan-tes es excelente y la flexibilidad de dis-tribución de aire de ventilación y ex-tracción por techo máxima, de cara a lasdistribuciones internas de espacios, per-sonas y usos, que se supone será cam-biante en el tiempo e incluso indefinidaen la fase de diseño y montaje.

REFERENCIASBIBLIOGRÁFICAS

[1] Martínez Calzón, J. y GómezNavarro, M., “Torre Espacio. La estruc-tura del edificio”, Hormigón y Acero, nº249, 3º T 2008.

[2] “Torre Espacio alcanza su cúspi-de”, El Instalador, nº 440, Abril 2007.

once guaranteeing energy conservation.This control is carried out through hor-izontal perforated slats that can beraised, lowered or sloped by the build-ing’s computerised control system.

6. AIR CONDITIONING

The building’s air conditioning sys-tem is the “hybrid” air/water type withoutside ventilation air and cold ceilingpanels. The air blown out to the atmos-phere is 2.5 R/H of the volume of thepremises with 100% outside air. Thisprimary air is pre-treated in the CentralUTA and also combats the latent load,controls the relative ambient degree ofhumidity and a part of the sensitiveload, since it is impelled at approxi-mately 18 ºC, except during winterstart-up (Figure 11).

The sensitive summer load (solar ra-diation, transmission, people, equip-ment, lighting, etc.) is combated withthe cold ceiling panels through whichwater cooled to 15/16ºC circulates.

Floor to ceiling ventilation efficiencyand the removal of pollutants is excel-lent and the ceiling air ventilation andextraction a maximum, with a view tothe layout of internal spaces, personsand uses, which it is assumed will bechanging in time and even undefined inthe design and erection phase.

REFERENCES

[1] Martínez Calzón, J. y GómezNavarro, M., “Torre Espacio. Buildingstructure”, Hormigón y Acero, nº 249,3º T 2008.

[2] “Torre Espacio alcanza su cúspi-de”, El Instalador, nº 440, Abril 2007.

Figura 11. Esquema de funcionamiento de la climatización.Figure 11. Air conditioning operating diagram.

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Torre Espacio. La estructura del edificioTorre Espacio. Building structure

Julio Martínez Calzón(1) y Miguel Gómez Navarro(2)

(1) Dr. Ingeniero de Caminos, MC-2, Estudio de Ingeniería(2) Dr. Ingeniero de Caminos, MC-2, Estudio de Ingeniería




RESUMEN

El edificio Torre Espacio, con 223 m de altura sobre rasante, ha sido proyectado combinando soportes de hormigón armado ylosas macizas del mismo material. Este planteamiento estructural, condicionado parcialmente por las preferencias de la empre-sa promotora del edificio, permite adaptarse con facilidad a los condicionantes determinados por la variabilidad en planta deledificio, habiéndose diseñado una estructura flexible que se ha podido ejecutar manteniendo un ritmo de entre tres y cuatro plan-tas mensuales. El diseño de la estructura cuenta con la colaboración de su carácter monolítico para aumentar su rigidez horizon-tal al poderse contar con la colaboración de los soportes conectados mediante los forjados a los núcleos. En algunos elementossingulares (losa de cimentación, vigas cargadero, cinturón de rigidez, soportes especiales) se han utilizado elementos metálicos,mixtos o de hormigón pretensado. Las vigas cargadero de 27.8 m de luz resuelven la eliminación de soportes en las zonas de ac-cesos al edificio, mientras que el cinturón de rigidez que conecta el núcleo con los soportes, ha precisado del bombeo de hormi-gón HA-80 a una altura de 130 m sobre la rasante. La colaboración durante la fase de redacción del proyecto de los equipos en-cargados de la ejecución de la obra, ha permitido tener en cuenta de una manera muy ajustada los importantes condicionantesconstructivos asociados a una obra de esta envergadura.

Palabras clave: Edificación de altura, hormigón armado, hormigón de alta resistencia, efectos aerodinámicos, estabilidad fren-te al fuego, cimentaciones especiales, cinturón de rigidez

ABSTRACT

223 m high above ground level, the Torre Espacio was designed by combining reinforced concrete supports and solid slabs ofthe same material. Partially determined by the preferences of the building’s promoter company, this structural approach allowsit to be easily adapted to the conditioning factors determined by the building’s plan variability. A flexible structure was designedwhich could be built at a steady rate of between three and four floors a month. The structure’s design relies on the cooperationof its monolithic nature to increase its horizontal stiffness since the supports connected by the floor slabs to the cores fully co-operated to such end. Steel, composite or prestressed concrete elements were used in some singular elements (foundation slab,load bearing beams, outriggers, special columns). The 27.8 m span load bearing beams solve the problem of the elimination ofcolumns in areas providing access to the building, whilst the outrigger connecting the core to the supports required HA-80 con-crete pumping in to a height of 130 m above ground level. Cooperation from the teams in charge of executing the work duringthe design drafting stage enabled the important construction conditioning factors associated to a project of this size to be takeninto account in a very accurate fashion.

Keywords: High rise building, reinforced concrete, high strength concrete, aerodynamic effects, fire stability, special founda-tions, outrigger


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Torre Espacio. Estructura del edificioTorre Espacio. Buliding structure

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1. GENERAL

The Torre Espacio building consists ina large, 56 floor tower, 223 m aboveground level, built in Madrid in the ex-tension to the Paseo de la Castellana(Castellana Avenue) following theArchitectural Design as drawn up by thePEI, COBB, FREED & PARTNERS teamof New York [1] and promoted by theTorre Espacio Real Estate Firm of theEspacio Real Estate Group (Figure 1).

The winner of an international com-petition called for by the promotergroup, this Architectural Design initial-ly defined a relatively precise, formal,architectural solution that included asufficiently clear structural arrange-ment to be able to lay down functionaland strength inter-action criteria, witha certain amount of accuracy, thatwould allow a stricter structural ap-proach to commence that would not setthe building’s architectural proposalsagainst its functional ones.

Furthermore, the buil-ding’s owner and promotercompany (Villar Mir Group),which has construction andauxiliary firms amongst itsmembers able to undertakethe building of the structureand other parts of the Tower,laid down starting conditionswhich, whilst not being ab-solute, determined a numberof decisions influencing thestructural design’s deve-lopment and its constructionprocess. These conditioningfactors were basically as fol-lows:

– Use of reinforced con-crete in its different optionsas basic structural material:high strength or normal, de-pending on the requirementsof each element in the over-all. This line is framed withina now consolidated worldtrend in using concrete struc-tures for high rise buildingsas a competitive alternativeto more classic solutions insteel structures [2]

– A construction processwith the maximum efficiencyand speed, with preferenceover slower, more tradition-al systems typical of normalbuilding.

A number of aspects of a varying kindrelating to highly diverse chance cate-gories may be mentioned together withthese conditioning factors:

– Work site located and situated in ahighly influential, well known area ofthe city;

– Quality and image of the buildingin relation to the city and the prestige ofits promoters;

– Complex relations with the sur-roundings, with respect to connectionsand processes involved in its building inthe urban ambience and in the actuallinking of the tower with the car parkdevelopment to which it is attached andbound;

– Various actions of the building onthe environment and, in particular, theaccess areas at ground level with thecity;

1. CONSIDERACIONESGENERALES

El edificio Torre Espacio consiste enuna gran torre de 56 plantas y 223 m dealtura sobre rasante, construido enMadrid en la prolongación del Paseo dela Castellana siguiendo el Proyecto deArquitectura desarrollado por el equipoPEI, COBB, FREED & PARTNERS deNueva York (1) y promocionado por laEmpresa Inmobiliaria Torre Espacio delGrupo Inmobiliaria Espacio (Figura 1).

Dicho Proyecto de Arquitectura,ganador de un concurso internacionalconvocado por el grupo promotor, defi-nió inicialmente una solución formal yarquitectónica relativamente precisa,que incluía una disposición estructuralsuficientemente clara para poder esta-blecer, con cierto ajuste, los criterios deinteracción funcionales y resistentesque permitieran iniciar un planteamien-to estructural más riguroso, que no seenfrentara a las propuestas arquitectó-nicas y funcionales del edificio.

Por otra parte, la empresa propietariay promotora del edificio (Grupo VillarMir), que cuenta entre sus miembroscon empresas de construcción y auxilia-res capaces de llevar a cabo la ejecuciónde la estructura y de otras partes de laTorre, estableció unos condicionantesde partida que, sin ser absolutos, deter-minaban una serie de decisiones influ-yentes en el desarrollo del proyecto es-tructural y de su proceso constructivo.Básicamente, estos condicionantes eranlos siguientes:

– Utilización como material estructu-ral básico el hormigón armado en susdiferentes opciones: de alta resistencia onormal, según las necesidades de cadaelemento del conjunto. Esta línea se en-marca en una tendencia mundial ya con-solidada de emplear estructuras de hor-migón para edificios de altura como unaalternativa competitiva a las solucionesmás clásicas en estructura metálica (2)

– Un proceso constructivo de la má-xima eficacia y rapidez, con preferenciaa sistemas más lentos y tradicionalespropios de la edificación normal.

Junto a estos condicionantes se pue-den señalar una serie de aspectos de ín-dole variada relativos a categorías acci-dentales muy diversas:

Figura 1. Vista general del modelo digital del edificio Torre Espacio

.Figure 1. General view of the Torre Espacio building’s digital model

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– Lugar y situación de la obra en unenclave urbano de gran incidencia y no-toriedad;

– Cualidad e imagen del edificio enrelación a la ciudad y el prestigio de suspromotores;

– Relaciones complejas con el entor-no, en cuanto a conexiones y procesosde su realización en el ámbito urbanísti-co y en la propia vinculación de la Torrecon el complejo de aparcamientos alque se anexa y liga;

– Acciones diversas del edificio so-bre el medio y en particular con las zo-nas de acceso al nivel de la rasante conla ciudad;

– Temporalidad del desarrollo delproyecto, su proceso de ejecución y suinserción en el entorno y especialmentecon el viario próximo.

Y también considerar otros puntos decarácter relativamente obligado comopueden ser:

– La normativa urbanística, funcio-nal y estructural, más o menos definidaen relación a los edificios de gran altu-ra, pero en cualquier caso vinculadas alos criterios de buena práctica de estasconstrucciones: durabilidad, conserva-ción, control, gestión, etc.;

– Limitaciones deformativo-resisten-tes, normativamente no muy precisas,pero sí relativamente vinculadas a unaliteratura técnica especializada que se-ñala circunstancias adecuadas a consi-derar;

– Circunstancias relativas a la inter-acción con diferentes campos y funcio-nes con los que se relaciona el edificio:geotécnicas; instalaciones; acabados,especialmente en sus aspectos de facha-das y pavimentos;

– Consideraciones de carácter espe-cial en relación a circunstancias excep-cionales de: accidente, explosión, vanda-lismo, acciones terroristas, imprevistos,etc., que cada vez, y muy especialmentedesde el 11-S-2001, se están recrude-ciendo;

– Aspectos de carácter económico, ensu planteamiento generalizado que en-globan conceptos de: coste, financieros,imagen, conservación, gestión, etc., yque en ocasiones pueden llevar a decisio-nes ajenas al proceso conceptual en sí;

Todo este conjunto de correlacionesestuvieron parcialmente presentes en elproceso conceptual del proyecto estruc-tural y fueron consideradas ajustada-mente durante la fase del proyecto deconstrucción, con el objetivo de lograrun sistema estructural óptimo para unedificio muy precisamente diseñadocon antelación en su vertiente arquitec-tónica.

2. PLANTEAMIENTOS BÁSICOSPARA EL DISEÑO DE LA

ESTRUCTURA

De una manera clara las líneas funda-mentales de tales planteamientos son:

– Capacidad resistente frente a las di-ferentes acciones que pueden actuar so-bre el edificio, estáticas, dinámicas yexcepcionales;

– Capacidad deformativa para man-tener en todo momento las condicionesde confort y el funcionamiento de todaslas instalaciones y acabados en las si-tuaciones habituales de uso del edificioe incluso en ciertas fases de carácter ex-cepcional;

– Establecimiento de solucionesconstructivas y económicas en tiempo ycostes y en adecuación a las principalesinstalaciones del edificio: ascensores;conducciones y seguridad de evacua-ción.

Y con una menor, aunque interesante,exigencia:

– Conseguir una solución digna e in-teligente que favorezca la imagen du-rante el tiempo de realización;

– Cualificada adecuación al espírituarquitectónico básico que el edificiopropone, en orden a potenciar la cuali-dad general de la obra sin sobrecostesde adaptación o reajuste de tales ade-cuaciones.

3. CONCEPTOS TIPOLÓGICOS Y ESTRUCTURALES BÁSICOS

Las características arquitectónicas ygeométricas del edificio determinan, deforma muy definida, líneas de plantea-miento muy inmediatas de los esquemas

– Timing of the design drafting, itsexecution process and insertion into thesurroundings and especially with thenearby roads and streets.

And also the consideration of otherpoints of a relatively compulsory natureas may be:

– Urban, functional and structuraldevelopment regulations, more or lessdefined in relation to high-rise build-ings but, in any event, linked with goodpractice criteria for these construc-tions: durability, conservation, control,management, etc.;

– Deflection limitations not very pre-cise as regards regulations, but whichare relatively linked to specialised tech-nical literature pointing out suitable cir-cumstances to be considered;

– Circumstances relating to inter-ac-tion with different fields and functionswith which the building is related: geo-technical engineering, installations andfinishes, especially in their façade andpaving aspects;

– Considerations of a special naturein relation to exceptional circumstancesof accident, explosion, vandalism, ter-rorist actions, contingencies, etc., thathave been worsening, most particularlyas from 11-S-2001;

– Financial type aspects, in theirgeneralised approach comprising itemsof: cost, financial, image, conservation,management, etc., which may, on occa-sions, lead to decisions alien to the con-ceptual process in itself.

These overall correlations were par-tially present in the structural design’sconceptual process and were accuratelyconsidered during the construction de-sign phase with the purpose of achiev-ing an optimum structural system for abuilding very precisely designed before-hand in its architectural aspect.

2. BASIC APPROACHES FOR DESIGNING THE STRUCTURE

The fundamental lines to such ap-proaches are clearly:

– Capacity of resistance to the diffe-rent forces that may act on the building:static, dynamic and exceptional;

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– Deflection capacity to at all timesmaintain conditions of comfort and op-eration of all installations and finishesin the building’s normal situations ofuse and even in certain phases of an ex-ceptional nature;

– Laying down construction and eco-nomic solutions in time and costs and inadaptation to the building’s main facili-ties: lifts, piping and safety in evacua-tion.

And, with a lesser though interestingexigency:

– To achieve a worthy, intelligent so-lution favouring the image during con-struction time;

– Cualified matching to the basic ar-chitectural spirit the building proposes,in order to strengthen the work’s gener-al quality with no extra costs involvingadaptation or readjustment of suchmatching.

3. BASIC TYPOLOGY AND STRUCTURAL CONCEPTS

The building’s architectural and geo-metrical features determine very imme-diate lines of approach to the structuralschemes in a highly defined fashion.These lines of approach were initiallytaken into account to then, later, contin-uously with these immediate schemes,give rise to other, more hidden but moreactive and useful alternatives in the fi-nal design. In particular, the continu-ous, regular variation in the building’splan shape throughout its height laidsignificant conditions on both the struc-tural and construction aspects of thetower, calling for flexible but sufficient-ly systematic solutions so as not to giverise to an exaggerated complexity andcost.

The building’s basic structural sche-mes to be dealt with in later sections areas follows (Figure 2):

– A central service and lift core witha hollow box section, with openings oneach storey for accesses, and with about120 m2 of enclosed, ideal section. Wallthicknesses vary, with a maximum of1.50 m and minimum of 0.40 m.

– Two additional lift cores collabo-rating with the foregoing, that ascend

certain storeys to there disappear andbe replaced by standard columns. Inview of structural effectiveness of thesepartial cores, it was decided to makethem in reinforced concrete instead ofusing less expensive masonry solutions.

– Continuous main columns over thewhole height of the building, locatedalong the oval perimeter forming thebuilding’s plan in the high floors, whosedimensions notably vary over thatheight. On a floor close to two thirds ofthe overall height which determines theoptimum configuration for the overallstructure, these supports are influencedby an outrigger which links them on thatfloor to the central core, with great stiff-ness, putting them under load as to hor-izontal stresses, appreciably increasingthe system’s horizontal stiffness. Thelarge number of slab floors correspon-ding to the different storeys also enablethe supports to cooperate, in this sense,on elastically linking them to the core.

– The outside perimeter’s verticalstructure elements do not significantlycollaborate in resisting horizontalforces, fundamentally due to these ele-ments being partly curvilinear and dis-appearing as the tower gains height.

– These columns disappear in two ofthe façades in the building’s low areabecause there is a large entrance Hallcalling for large load bearing beams.

estructurales, que fueron tenidas enconsideración inicialmente para, mástarde, al hilo de estos esquemas inme-diatos, dar lugar a otras variantes másocultas pero muy activas y útiles en eldiseño final. En particular, la variacióncontinua y regular de la forma en plantadel edificio a lo largo de su altura con-dicionaba significativamente tanto losaspectos estructurales, como los cons-tructivos de la torre, necesitándose solu-ciones flexibles, pero suficientementesistemáticas para no dar lugar a unacomplejidad y un coste desmesurados.

Los esquemas estructurales básicosdel edificio que serán desarrollados enlos apartados posteriores, son los si-guientes (Figura 2):

– Disposición de un núcleo central deservicios y ascensores, de sección en ca-jón hueco, con perforaciones en cadaplanta para los accesos, y con unos 120m2 de sección ideal encerrada. Los espe-sores de pared son variables con un má-ximo de 1,50 m y un mínimo de 0,40 m.

– Dos núcleos de ascensores adicio-nales, colaborantes con el anterior, queascienden hasta unas ciertas alturas pa-ra allí desaparecer y ser sustituidos porsoportes tipo. Dada la eficacia estructu-ral colaborante de estos núcleos parcia-les se ha optado por ejecutarlos en hor-migón armado en lugar de emplear

Figura 2. Elementos estructurales básicos.Figure 2. Basic structural elements.

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soluciones más económicas en albañile-ría.

– Soportes principales continuos entoda la altura del edificio, ubicados a lolargo del perímetro oval que forma enlos pisos altos la planta del edificio, ycuyas dimensiones varían notablementea lo largo de dicha altura. Estos soportesreciben, en una planta próxima a los dostercios de la altura total, que determinala configuración más óptima para elconjunto estructural, la incidencia de unsistema “cinturón”, que los vincula congran rigidez en dicha planta con el nú-cleo central, haciéndoles entrar en cargafrente a las solicitaciones horizontales,incrementando apreciablemente la rigi-dez horizontal del sistema. El gran nú-mero de forjados correspondientes a lasdiferentes plantas permite también au-mentar, en este sentido, la colaboraciónde los soportes, al vincularlos elástica-mente al núcleo.

– Los elementos estructurales verti-cales del perímetro exterior de las zonasinferiores no colaboran significativa-mente en la resistencia frente a accioneshorizontales debido, fundamentalmen-te, a que estos elementos son en partecurvilíneos y mueren a medida que latorre va ganando altura

– En dos de las fachadas estos sopor-tes desaparecen en la zona baja del edi-ficio a causa de la presencia de un granHall de entrada que hace necesaria ladisposición de grandes vigas cargadero.

– Forjados en losa maciza de hormi-gón armado con el objetivo de facilitary sistematizar su ejecución, disminu-yendo la necesidad del empleo intensivode grúas. Esto se consigue mediante elempleo de hormigón bombeado distri-buido por una grúa pluma desde el nú-cleo y el empleo de las grúas torre parael transporte de la armadura preelabora-da en taller o a pie de obra siempre quesea posible.

– Forjados fácilmente ejecutables enlos aparcamientos situados en la zonafuera de la Torre, con una solución de lo-sa maciza de hormigón armado y unadisposición de luces moderada (7,5x10).Esta tipología se sustituyó una vez des-arrollado el proyecto por una soluciónenteramente prefabricada desarrolladapor una de las empresas del grupo pro-motor de la torre, que incluía soportes de

más de 18 m de altura fabricados en ta-ller y transportados a obra de una solapieza.

En los siguientes apartados se descri-ben con detalle estos elementos funda-mentales de la estructura sin entrar afondo en los aspectos más concretosvinculados a su ejecución en obra quehan sido tratados en otras publicaciones(3, 4).

4. CIMENTACIÓN

La cimentación de la torre se resuelvemediante una gran losa de 4 m de canto,que tiene un tamaño ligeramente mayoral de la huella de dicha torre, para quelas tensiones medias transmitidas al te-rreno queden por debajo de los límitesadmisibles indicados por el asesor geo-técnico (0,70 MPa). Este valor límite dela tensión media viene determinado porel análisis del hundimiento global del te-rreno frente a las cargas transmitidas porla torre. La excelente capacidad portan-te del terreno de la zona de Madrid en laque se ubica la torre permite utilizar es-ta tipología de cimentación superficial,claramente más favorable que las solu-ciones a base de cimentaciones profun-das con pilotes o pantallas que implicanun mayor coste y plazo de ejecución.Esto se debe, sobre todo, a la necesidadde ejecutar, además de los elementos dela cimentación profunda, el encepadoque los conecta y recoge las cargas quetransmite el edificio, y cuyas dimensio-nes hubieran sido de un orden de magni-tud similar a las correspondientes a lalosa de cimentación proyectada.

Las cargas verticales que actúan en lalosa de cimentación se concentran fun-damentalmente en las bases del núcleocentral y de los soportes principales,que son los más cargados del conjuntode soportes. Para asegurar que se produ-ce una transferencia que uniformice laspresiones actuantes en el terreno de mo-do que las presiones máximas quedenpor debajo del límite marcado por elasesor geotécnico de 1,1 MPa, la losatiene una rigidez considerable y estáfuertemente armada mediante una com-binación de armadura convencional ycables de pretensado. El empleo de ca-bles de pretensado permite reducir elvolumen y el número de capas de aceroa colocar, al mismo tiempo que evita la

– Slab floors in a flat reinforced con-crete slab with the purpose of facilitat-ing and systemising their construction,reducing the need for a heavy use ofcranes. This is achieved by usingpumped concrete distributed by a jibcrane from the core and using towercranes for carrying factory or site pre-assembled reinforcement whenever pos-sible.

– Slab floors easily made in the carparks located in the area outside theTower, using a solution of solid rein-forced concrete slab and an arrange-ment of moderate spans (7.5x10). Oncethe design has been developed, this typewas replaced by a totally precast solu-tion developed by one of the companiesin the group promoting the tower, whichincluded factory made columns morethan 18 m high transported to the site ina single piece.

The following sections describe thesefundamental structure elements in de-tail without delving into the more spe-cific aspects linked to their on site exe-cution which have been dealt with inother publications [3, 4].

4. FOUNDATIONS

The tower’s foundations are resolvedwith a large 4 m deep slab of a sizeslightly larger than the tower’s footprintso that the average pressures transmit-ted to the ground are below the admissi-ble limits indicated by the geotechnicaladviser (0.70 MPa). This average pres-sure limit figure is determined fromanalysing the ground’s ultimate bearingcapacity in the face of tower transmittedloads. The excellent ground bearing ca-pacity in the Madrid area where thetower is located enables this type of sur-face foundation to be used. It is obvi-ously more favourable than deep foun-dations with piles or cut-off wallsinvolving a greater cost and longer con-struction time. Above all, this is due tothe need to execute the capping con-necting them and collecting the buildingtransmitted loads, whose dimensionswould have been in an order of magni-tude similar to those for the foundationslab designed, in addition to the deepfoundation elements.

Vertical loads acting on the founda-tion slab are fundamentally concentrat-

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ed on the bases of the central core andof the main columns, which are those ofthe overall columns bearing the greatestloads. In order to ensure a transfer oc-curs which makes the pressures actingon the ground uniform so that the maxi-mum pressures remain below the 1.1MPa limit as set by the geotechnical ad-viser, the slab is considerably stiffenedand heavily reinforced by a combinationof conventional reinforcement and pre-stressing cables. The use of prestressingcables enables the volume and numberof layers of steel to be placed to be re-duced whilst at once preventing cracksappearing in the concrete face in directcontact with the ground, therefore guar-anteeing a suitable long term perform-ance.

Powerful units with 31 (thirty one)0.6” cords located 0.50 m from eachother were used to facilitate reinforce-ment placing and tensioning and con-creting processes, only occupying theslab’s central area which is the moststressed by bending stresses (Figure 3).The prestressing cables’ active anchor-ages were fitted on the slab’s side faces

which simplified execution comparedwith other alternatives with the anchor-ages fitted on the top face. Passive an-chorages had to be fitted at the ends ofthe cables close to the face in contactwith the perimeter retaining wall.

The strong shear reinforcement need-ed in the areas with the greatest concen-tration of loads is formed by groups ofvertical bars arranged like pillars, lo-cated in a 1.0 x 1.0 m mesh (Figure 4).

aparición de fisuras en la cara de hormi-gón en contacto directo con el terreno,garantizándose por tanto un adecuadocomportamiento a largo plazo.

Con el fin de facilitar la colocación delas armaduras y los procesos de tesadoy hormigonado, se han utilizado unida-des potentes de 31 cordones de 0,6”, si-tuadas a 0,50 m entre sí, ocupando úni-camente la zona central de la losa, quees la más solicitada por los esfuerzos deflexión (Figura 3). Los anclajes activosde los cables de pretensado se han colo-cado en las caras laterales de la losa,simplificándose la ejecución respecto aotras alternativas con los anclajes colo-cados en la cara superior. En los extre-mos de los cables próximos a la cara encontacto con la pantalla perimetral decontención, ha sido necesario disponeranclajes pasivos.

La fuerte armadura de cortante nece-saria en las zonas con mayor concentra-ción de cargas, está formada por gruposde barras verticales dispuestos a modode pilares, situados en una retícula de1,0 x 1,0 m (Figura 4). Estas armaduras,de calibres φ 16 y φ 25, se anclan con-venientemente en las parrillas de arma-dura superiores e inferiores.

Debido al elevado volumen de hormi-gón a verter, esta operación, además dedividirse en nueve zonas en planta, se hallevado a cabo en dos tongadas, siendonecesario disponer armadura de cone-xión a rasante entre las mismas combi-nada con la armadura general de cortan-te. Así mismo, fue necesario analizar elcomportamiento térmico y mecánico dela losa durante el proceso de fraguadodel hormigón para garantizar que no seprodujeran fisuras en el mismo a causadel elevado gradiente térmico entre la

Figura 3. Esquema con la distribución de cables de pretensado en la losa de cimentación.Figure 3. Diagram showing the layout of prestressing cables in the foundation slab.

Figura 4. Imagen general de la losa de cimentación con los grupos de armadura de cortante y los anclajes de pretensado.

Figure 4. General view of the foundation slab with the groups of shear reinforcement and prestressing anchorages.

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superficie en contacto con la atmósferay la zona interior, con más dificultadpara disipar el calor de hidratación delcemento (Figura 5). Este trabajo analíti-co fue complementado con medidas deprotección en obra mediante la humec-tación constante de la superficie delhormigón y la instrumentación de algu-nas zonas representativas con termopa-res para el control de temperaturas, gal-gas para el control de la transferencia detensiones al hormigón y captadores pa-ra medir los movimientos de la losa du-rante el proceso de tesado de los cables.

La puesta en tensión de los cables sellevó a cabo en su totalidad con antela-ción al inicio de la construcción de so-portes y núcleos, siendo necesario pre-ver dispositivos que mantuvieran elcoeficiente de rozamiento del hormigóncon el sustrato inferior, µ, por debajo de0,5 para evitar que se perdiera el efectofavorable del mismo. Estos dispositivosfueron estudiados con detalle con ante-lación a la ejecución de la obra, lleván-dose a cabo ensayos a escala real conbloques de hormigón apoyados sobre elterreno real y con diferentes combina-

ciones de interfaces entre el terreno y elhormigón (Figura 6):

– lámina simple de polietileno

– dos láminas polietileno

– dos láminas de polietileno engrasa-das con jabón líquido entre ellas

Se estudió en detalle la distribuciónde la fuerza concentrada procedente delos núcleos y soportes en la cara supe-rior de la primera tongada de hormigo-nado de la losa, siendo preciso colocararmaduras horizontales de refuerzo bajolos arranques, en forma de parrillas oarmaduras circulares. Estas armadurasson singularmente importantes en losarranques de los soportes principalespróximos a los bordes de la losa, en losque no se puede contar con el efecto delzunchado debido a la compresión tridi-mensional en el hormigón.

La cimentación de los pilares del apar-camiento se resuelve mediante zapatasconvencionales, manteniéndose las ten-siones límites por debajo de los 0,5 MPaindicados por el Informe Geotécnico.

These φ 16 and φ 25 reinforcements aresuitably anchored into the top and bot-tom reinforcement grills.

Due to the high volume of concrete tobe poured, this operation was carriedout in two layers, apart from being di-vided into nine areas in plan, and it wasnecessary to fit connecting reinforce-ment at bottom level between them com-bined with the general shear reinforce-ment. It was also necessary to analysethe slab’s thermal and mechanical per-formance during the concrete’s settingprocess to guarantee that cracks wouldnot appear due to the high thermal gra-dient between the surface in contactwith the atmosphere and the insidearea, with more difficulty in dissipatingheat from the cement’s hydration(Figure 5). This analytical work wassupplemented with on-site protectionmeasures by constantly moistening theconcrete’s surface and the instrumenta-tion of some representative areas withthermocouples for controlling tempera-tures, gauges for controlling the transferof compressive stresses to the concreteand traps for measuring the slab’smovements during the cable tensioningprocess.

Cables were all stressed before theconstruction of columns and cores com-menced and it was necessary to providedevices maintaining the concrete’s coef-ficient of friction with the bottom sub-strate, µ, below 0.5 to prevent itsfavourable effect being lost. These de-vices were studied in detail before thework was executed and real scale testswere carried out with blocks of concretesupported on the actual ground andwith different interface combinationsbetween the ground and the concrete(Figure 6):

– simple sheet of polyethylene

– two sheets of polyethylene

– two sheets of polyethylene soakedwith liquid soap between them

The distribution of the concentratedforce from the cores and supports on thetop face of the slab’s first layer of con-creting was studied in detail and hori-zontal strengthening reinforcements hadto be fitted under the springing points,in the form of grills or circular rein-forcements. These reinforcements aresingularly important at the beginnings

Figura 5. Comportamiento de la losa de cimentación durante el fraguado del hormigón:evolución de temperaturas (a) y tensiones máximas (b).

Figure 5. Foundation slab’s performance during concrete setting: temperature evolution (a)and maximum tensile stresses (b).

a)

b)

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of the main supports close to the edgesof the slab where the effect of confine-ment due to three-dimensional compres-sion in the concrete cannot be used.

The car park pillar foundation wasresolved using conventional footings,and keeping the limit pressures underthe 0.5 MPa as indicated by theGeotechnical Report. Horizontal jointswere arranged between the tower’sstructure and the car park’s using dou-ble supports and thus eliminating theproblem of relative movements betweenthe elements with conventional footingfoundations and those with foundationsin the large slab.

5. THE BUILDING’S HORIZON-TAL FORCE RESISTANT STRUC-

TURE

Appropriate resistance and deforma-bility to horizontal forces are ensuredby a set of suitably connected structuralelements (Figure 7):

– The central core

– The side cores

– The main supports connected to thecore through the outrigger and the slabfloors

5.1. Wind forces

Horizontal actions in the building areonly due to wind, since seismic originforces need not be taken into considera-tion in the Madrid area [5]. These forceswere determined in a process in stagesenabling a representation closer to the

actual performance to be gradually ap-proached as the complexity of the model-ling increased.

Approximate coefficients were firstdetermined from those available in ex-isting regulations and literature. Itshould be pointed out that informationgiven in regulations is not applicable tobuildings of this size. The special shapeof this building in plan and how it variesthroughout its height, enormously hin-der the assumption of coefficients forthem to be sufficiently representative.This is why, once the basic design wascommenced, a wind tunnel test was un-dertaken at the Madrid AeronauticalEngineers University School. Withouttaking the influence of the boundarylayer into consideration, this test didnot allow wind forces on the building to

Entre la estructura de la torre y la delaparcamiento se han dispuesto juntas ho-rizontales, mediante el empleo de doblessoportes, eliminándose de este modo elproblema de los desplazamientos relati-vos entre los elementos cimentados conzapatas convencionales y aquellos ci-mentados en la gran losa.

5. ESTRUCTURA RESISTENTEDEL EDIFICIO FRENTE

A ACCIONES HORIZONTALES

La resistencia y deformabilidad apro-piadas frente a las acciones horizontalesqueda asegurada por un conjunto de ele-mentos estructurales convenientementeconectados (Figura 7):

– El núcleo central

– Los núcleos laterales

– Los soportes principales, conecta-dos con el núcleo a través del cinturónde rigidez y los forjados

5.1. Solicitaciones de viento

Las solicitaciones horizontales en eledificio se deben únicamente al viento,ya que en la zona de Madrid no es pre-ciso considerar solicitaciones de origensísmico (5). Estas solicitaciones se de-terminaron en un proceso por etapasque permitió acercarse gradualmente a

Figura 6. Dispositivos para reducir el rozamiento entre el terreno y la losa de cimentación:colocación de la doble lámina de polietileno (izqda.) y ensayo en verdadera magnitud de su

eficacia (dcha.)Figure 6. Devices to reduce friction between ground and foundation slab: placing the double

polyethylene sheet (left) and real size testing of its effectiveness (right)

Figura 7. Combinación de sistemas estructurales para la respuesta global del edificio frente alas acciones horizontales.

Figure 7. Combination of structural systems for the building’s overall response to horizontal forces

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una representación más próxima alcomportamiento real a medida que seincrementaba la complejidad de la mo-delización.

En primer lugar se determinaron unoscoeficientes de forma aproximados apartir de los disponibles en la normativay la literatura existentes. Hay que señalarque, además de que la información reco-gida en las normativas no es aplicable aedificios de esta envergadura, la especialforma en planta de este edificio y su va-riabilidad a lo largo de la altura del mis-mo, dificultan enormemente la asunciónde coeficientes de forma que puedan sersuficientemente representativos. Por estarazón, y una vez iniciado el proyecto bá-sico, se llevó a cabo un ensayo en túnelde viento en la Escuela Técnica Superiorde Ingenieros Aeronáuticos de Madrid.Este ensayo, sin consideración de la in-fluencia de la capa límite, no permitió re-presentar de un modo suficientementepreciso las acciones del viento sobre eledificio, en particular la distribución lo-calizada de presiones, cuyos valores re-sulta indispensable conocer para dimen-sionar con un adecuado margen deseguridad los paneles de fachada y sus fi-jaciones a la estructura (6, 7).

Finalmente, se llevó a cabo un segun-do ensayo en túnel de viento, esta vez sícon consideración de la capa límite y,por tanto, de los efectos reales del terre-no y las edificaciones circundantes. Esteensayo, como los llevados a cabo paradimensionar las otras tres torres delcomplejo, se llevó a cabo por elBoundary Layer Wind Tunnel Labo-ratory de la University of Western Onta-rio, Canadá, bajo la dirección delProfesor Alan G. Davenport. El análisispermitió estudiar el comportamiento di-námico de la torre para obtener, combi-nando los resultados del análisis en el tú-nel de viento con el análisis de losmodos propios de la estructura, las ace-leraciones y las velocidades angularesen la última planta habitable de la torre.Estos valores, obtenidos en función dediversos periodos de retorno y coefi-cientes de amortiguación, quedabansiempre por debajo de los valores usual-mente admitidos por las normativas in-ternacionales disponibles para edificiosde oficinas (0,25 m/s2) (8). El empleo deeste control de carácter dinámico basadoen aceleraciones, en lugar del control endeformaciones bajo cargas estáticas usa-do para edificios convencionales o en

las fases de predimensionamiento, per-mite garantizar un adecuado comporta-miento que evite situaciones incómodaspara los usuarios del edificio.

En el momento de llevarse a cabo es-te estudio (Diciembre de 2002), todavíano estaban definidos por completo losproyectos del resto de las torres delcomplejo, en particular la torre vecina,Torre de Cristal, que podía presentaruna mayor incidencia en el comporta-miento frente a viento de Torre Espacio.En consecuencia, se realizó un ensayoen el túnel con un edificio vecino deforma prismática genérica, que se pre-suponía que podía ser la más desfavora-ble (Figura 8). Este ensayo incrementóen un 10 % (valor medio) las solicita-ciones globales debidas al viento sobreTorre Espacio, alcanzándose valores dehasta el 30 % de aumento para los valo-res locales de control de los elementosde la fachada.

Con respecto a las solicitaciones deviento inicialmente consideradas a par-tir de los ensayos realizados sin tener encuenta la influencia de la capa límite,las obtenidas en el ensayo definitivo lle-vado a cabo en Canadá, aumentaron en-tre un 20 y un 40 %, según la direcciónde viento analizada. Del mismo modo,el incremento en los valores locales má-ximos de las presiones y/o succionesentre el primer y el segundo ensayo, fuedel orden del 50 % en valor medio, al-canzándose en algunas localizacionesconcretas de la torre especialmente sen-sibles al efecto del viento, incrementosde hasta el 200 %.

El estudio aerodinámico se completócon el análisis de la incidencia del vien-to sobre los peatones en los alrededoresde la torre, dando como resultado la ne-

be represented sufficiently precisely,particularly the localised pressure dis-tribution the values of which must beknown in order to size the façade panelsand their fixtures to the façade with asuitable margin of safety [6, 7].

Finally, a second wind tunnel test wasundertaken, this time taking the bound-ary layer into consideration and, there-fore, the actual ground effects and sur-rounding buildings also. Like thosecarried out to size the other three tow-ers in the complex, this test was per-formed by the Boundary Layer WindTunnel Laboratory of the University ofWestern Ontario, Canada, under themanagement of Professor Alan G.Davenport. The analysis enabled thetower’s dynamic behaviour to be studiedin order to obtain the angular accelera-tions and velocities on the last inhabita-ble storey of the tower by combining theresults of the analysis in the wind tunnelwith the analysis of the structure’s vi-bration modes. Obtained as a functionof various return periods and dampingcoefficients, these figures were alwaysbelow the values usually accepted byavailable international regulations foroffice buildings (0.25 m/s2) [8]. The useof this dynamic type control based onaccelerations instead of control in de-formations under static loads as usedfor conventional buildings or in pre-siz-ing phases allows for a performanceavoiding uncomfortable situations forthe building’s users to be guaranteed.

At the time this study was made(December, 2002), the designs of the re-maining towers in the complex were notyet completely defined, in particular,the neighbouring tower, Torre deCristal, which could show a greater in-cidence on performance to wind thanthe Torre Espacio. Consequently, a tun-

Figura 8. Estudio en túnel de viento incluyendo la influencia de la capa límite y la torre más próxima.

Figure 8. Wind tunnel study including the influence of the limit layer and closest tower.

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nel test was carried out with a neigh-bouring, generic prism shaped buildingwhich it was surmised might be the mostunfavourable (Figure 8). This test in-creased the overall wind on TorreEspacio by 10 % (average value), andfigures of up to 30 % increase for the lo-cal control figures for the façade’s ele-ments were reached.

With respect to the wind forces initial-ly considered from the tests made with-out taking the boundary layer’s influ-ence into account, those obtained in thefinal test undertaken in Canada, in-creased between 20 and 40 %, depend-ing on the wind direction analysed. Inthe same way, the increase in maximumlocal pressure and/or suction figuresbetween the first and second test was inthe order of 50 % on average, whilst in-creases of up to 200% were reached insome specific locations in the tower,particularly sensitive to the wind effect.

The aerodynamic study was complet-ed with an analysis of the wind’s inci-dence on pedestrians in the tower’s sur-roundings, leading to the need fordampening measures from street furni-ture and trees in order to prevent pedes-trians being annoyed.

5.2. Central core and side cores

The central core runs up the wholeheight of the building and is the maincontributor to the overall horizontalstability (≈ 50 %). A large part of the liftand goods lift systems run up it, as well

as the building’s installations. Its rec-tangular shape provides it with consid-erable stiffness both to bending and totorsion, this latter indispensable if theconsiderable eccentricity of the windforces because of the floor’s asymmetri-cal shape is taken into account.

This element is materialised by meansof a structure of reinforced concrete cut-off walls orthogonal to each other withthicknesses varying between 1.50 m and0.40 m, perforated to allow people andinstallations to pass through. It has apreferential performance direction coin-ciding with that of the worst wind acting,whilst the thicknesses in the two direc-tions were different in each of the crosssections in order to optimise the use ofconcrete and steel. HA-70 concrete isused below level +23.60 which is re-placed by HA-30 at level +51.60, after 7transition floors built with HA-40.

The openings that have to be made inthe core’s short cut-off walls determinelintels of a strict height because of thehigh concentrations of installationapertures that have to cross though thecore to service each of the storeys.Consequently, it was necessary to makea detailed study of the incidence ofthese cavities on the core’s stiffness bymeans of a finite elements model, aswell as to obtain the reinforcements thelintel beams must contain to guaranteestructural stresses will be suitably trans-mitted between the two C half sectionsinto which the core is divided so that theresistant capacity of the item sized as asingle, non-distorting section is not di-minished.

cesidad de disponer medidas amorti-guadoras a base de mobiliario urbano yarbolado con el fin de evitar sensacio-nes molestas a los paseantes.

5.2. Núcleo central y núcleoslaterales

El núcleo central recorre el edificioen toda su altura y es el principal con-tribuyente a la estabilidad horizontaldel conjunto (≈ 50 %). Por él discurrengran parte de los sistemas de comuni-cación vertical (ascensores y montacar-gas), así como las instalaciones del edi-ficio. Su forma rectangular le confiereuna rigidez considerable tanto a flexióncomo a torsión, indispensable esta últi-ma si se tienen en cuenta la considera-ble excentricidad de las solicitacionesde viento a causa de la forma asimétri-ca de la planta.

Este elemento se materializa median-te una estructura de pantallas de hormi-gón armado ortogonales entre sí con es-pesores variables entre 1,50 m y 0,40 mperforadas para permitir el paso de per-sonas e instalaciones. Tiene una direc-ción preferente de comportamiento quecoincide con la del viento actuante pési-mo, habiéndose distinguido en cada unade las secciones transversales los espe-sores en las dos direcciones principalescon el fin de optimizar el consumo dehormigón y acero. Por debajo de la cota+23,60 se emplea hormigón HA-70,que se sustituye por HA-30 en la cota+51,60, tras 7 plantas de transición eje-cutadas con HA-40.

Figura 9. Distribución de solicitaciones entre el núcleo central y los laterales.Figure 9. Stress distribution between the central and side cores.

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Las perforaciones que es preciso lle-var a cabo en las pantallas cortas del nú-cleo determinan unos dinteles de alturaestricta a causa de la elevada concentra-ción de pasos de instalaciones que de-ben atravesar el núcleo para dar servicioa cada una de las plantas. En consecuen-cia, ha sido preciso estudiar detallada-mente mediante un modelo de elemen-tos finitos la incidencia de estosalveolos en la rigidez del núcleo, así co-mo obtener las armaduras que debencontener los dinteles para garantizar laadecuada transmisión de rasantes entrelas dos semisecciones en C en que que-da dividido el núcleo, de modo que nodisminuya la capacidad resistente de lapieza dimensionada como una secciónúnica indeformable.

Los núcleos laterales son más peque-ños y terminan en las plantas en las quelos ascensores que discurren por su inte-rior dejan de existir. Su contribución a larigidez global es menor debido a sus di-mensiones en planta y a que su secciónes abierta. Además, su disposición en laplanta del edificio hace que su aporta-ción en la dirección del viento pésimosea mucho menor que la de la direcciónortogonal. En consecuencia, la mayoríade las pantallas que los forman tienen unespesor de 0,30 m, presentando una dis-tribución en altura de calidades de hor-migón similar a la del núcleo central.

Como se indica más adelante, se utili-zó un modelo de cálculo global para es-tudiar la distribución de esfuerzos entrelos diferentes elementos que resisten lascargas de viento. En particular, este mo-delo sirvió para conocer el reparto decargas entre los tres núcleos y poder portanto dimensionarlos adecuadamente

(Figura 9). Este reparto es muy sensible,por un lado, a la distribución de rigide-ces relativas entre los núcleos, perotambién al trabajo de diafragma que lle-van a cabo los forjados en su plano co-nectando los tres núcleos. Como ejem-plo, en la zona de accesos a la torre, enla que los esfuerzos de viento son con-siderables y los forjados presentan alve-olos muy importantes a causa de los es-pacios en triple altura de los vestíbulos,los esfuerzos de torsión se concentranen el núcleo central disminuyendo sig-nificativamente la contribución de losnúcleos laterales.

5.3. Cinturón de rigidez

Con el fin de aumentar la rigidez y laresistencia de la torre frente a las accio-nes horizontales, se diseñó un cinturónde rigidez que está situado en su posi-ción óptima, a dos tercios de altura deledificio. En esta planta se ubica la se-gunda de las zonas mecánicas del edifi-cio, siendo posible, por tanto, disponercon más facilidad el conjunto de ele-mentos estructurales que permiten ma-terializar la conexión entre soportes ynúcleo que caracteriza al trabajo de loscinturones de rigidez. La disposición deeste elemento rígido permite garantizarel adecuado comportamiento de la torresin necesidad de incrementar las dimen-siones del núcleo central, lo que hubie-ra afectado significativamente a la fun-cionalidad del edificio en sus zonasbajas al reducir el espacio disponiblepara los ascensores y las zonas de circu-lación de personas e instalaciones.

A la altura de esta planta M2 ya handesaparecido los dos núcleos laterales,

The side cores are smaller and end atthe floors where the lifts running insidethem disappear. Their contribution to theoverall stiffness is less because of theirplan dimensions and to their section be-ing an open one. In addition, their posi-tion in the building’s floor plan makestheir contribution in the worst wind’s di-rection much less than that of the orthog-onal direction. Consequently, most of thecut-off walls forming them are 0.30 mthick and display an in-height distribu-tion of concrete qualities similar to thecentral core’s.

As pointed out later, an overall calcu-lation model was used to study thestress distribution between the differentelements withstanding wind loads. Thismodel particularly served for findingthe load share between the three coresand therefore being able to suitably sizethem (Figure 9). This share is very sen-sitive, on the one hand, to the distribu-tion of relative stiffnesses between thecores but also to the diaphragm workthe slab floors carry out in their planeconnecting the three cores. As an exam-ple, torsion stresses are concentrated inthe central core significantly reducingthe contribution of the side cores in thearea giving access to the tower wherewind forces are considerable and theslab floors have very large cavities be-cause of the halls’ triple storey spaces.

5.3. Outrigger

An outrigger was designed with thepurpose of increasing the tower’s stiff-ness and resistance to horizontal forces.It is located in its optimum position, twothirds of the way up the building. Thesecond of the building’s mechanical ar-eas is located on this storey and it istherefore possible to more easily arrangethe overall structural elements enablingthe connection between columns andcore characterising the outrigger’s workto materialise. The arrangement of thisrigid element allows the tower’s perform-ance to be guaranteed without having toincrease the central core’s dimensions,which would have significantly affectedthe building’s functionality in its low ar-eas on reducing the space available forlifts and for people to move around in,and installations.

The two side cores have disappearedby the time this M2 floor is reached as

Figura 10. Entramado de pantallas y forjados en el cinturón de rigidez.Figure 10. Cut-off wall and slab floor framing in the stiffness belt.

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well as the façade columns, and a con-nection between the central core and themain columns only had to be consid-ered. A series of reinforced concrete cut-off walls were designed for this which,combined with the top and bottom slabfloors form a frame of 4 m thick beamsand high rigidity allowing the forces tobe transferred as required between coreand main columns (Figure 10). Twotypes of cut-off walls have to be differ-entiated:

– Two perimeter cut-off walls paral-lel to the façades connecting five maincolumns to each other.

– Four radial cut-off walls connect-ing the foregoing with the core, goingthrough it and forming a stiff, continu-ous element between façades.

The sizing of slab floors and cut-offwalls is very much determined by thegaps through which installations haveto pass. These are particularly abundanton this floor, as well as the heavy stress-es to which they are subjected. The fun-damental features of these elements areas follows:

– Their performance is determinednot only by collaborating against windforces but also by gravitational loadtransmission between the columns andcore because of their high stiffness. The

order of magnitude of these stresses issimilar to those due to wind. Theseloads are transmitted instantaneouslyfrom the storeys situated above the beltand, in a deferred fashion, from thewhole of the building and, therefore, thelatter are to no advantage for sizing thecolumns.

– Both the cut-off walls and slabfloors were designed with HP-70; theconstruction company finally decided touse HP-80 instead so as to have a mar-gin of manoeuvre in view of possiblelosses of strength because of the uncer-tainty associated to the performance ofconcrete with such special featurespumped up to more than 130 m in height.

– Compression stresses and the highdensity of reinforcements made it neces-sary for the slab floors to be 0.43 m,which is greater than that of the remain-ing storeys’.

– The slab floors are reinforced withtop and bottom meshes of φ25/100 mm,combined with prestressing cables of 19φ 0.6” units that follow the route of themain tensile stresses (Figure 11).

– The cut-off walls are between 0.4and 0.8 m thick, with passive reinforce-ment of up to 4φ25/100 (horizontal) anda double frame of φ25/100 (vertical)(Figure 12), and localised use of 50 mmdiameter prestressed bars.

así como los soportes de fachada, plan-teándose la conexión únicamente entreel núcleo central y los soportes princi-pales. Para ello se diseñaron una seriede pantallas de hormigón armado que,combinadas con los forjados superior einferior, forman un entramado de vigasde 4 m de canto y elevada rigidez quepermite llevar a cabo la transferencia deesfuerzos deseada entre núcleo y sopor-tes principales (Figura 10). Es precisodistinguir entre dos tipos de pantallas:

– Dos pantallas perimetrales parale-las a las fachadas que conectan entre sí5 soportes principales.

– Cuatro pantallas radiales que co-nectan las anteriores con el núcleo, atra-vesándolo y formando un elemento rígi-do continuo entre fachadas.

El dimensionamiento de forjados ypantallas está muy condicionado por lapresencia de los huecos necesarios parael paso de las instalaciones especial-mente abundantes en esta planta, así co-mo de las importantes solicitaciones alas que se ven sometidos. Las caracte-rísticas fundamentales de estos elemen-tos son las siguientes:

– Su comportamiento está condicio-nado no sólo por la colaboración frentea las solicitaciones de viento, sino tam-bién por la transmisión de cargas gravi-

Figura 11. Distribución de cables de pretensado en los forjados del cinturón de rigidez, incluyendo los cables necesarios para los desvíos de soportes (izqda.); detalle con la colocación de los cables y sus anclajes en el forjado (dcha.)

Figure 11. Prestressing cable layout in the stiffness belt’s slab floors, including the cables necessary for support diversions (left); detail with the placing of cables and their anchorages in the slab floor (right)

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tatorias entre los soportes y el núcleo acausa de su elevada rigidez. El orden demagnitud de estas solicitaciones es si-milar al correspondiente a las debidas alviento. Estas cargas se transmiten demodo instantáneo desde las plantas si-tuadas por encima del cinturón y de mo-do diferido desde todo el edificio, nodeterminando por tanto estas últimasninguna ventaja para el dimensiona-miento de los soportes.

– Tanto las pantallas como los forja-dos se proyectaron con HP-70; final-mente, la empresa constructora decidióemplear en su lugar HP-80 para dispo-ner de un margen de maniobra ante laeventualidad de bajadas de resistencia acausa de la incertidumbre asociada alcomportamiento de un hormigón de tanespeciales características y bombeado amás de 130 m de altura

– Los esfuerzos de compresión y laelevada densidad de armaduras hacennecesario que el espesor de los forjadossea de 0,43 m, mayor que el del resto delas plantas

– Los forjados van armados con pa-rrillas superior e inferior φ25/100 mm,combinadas con cables de pretensadode 19 unidades φ 0,6” que siguen la tra-yectoria de los esfuerzos principales detracción (Figura 11).

– Las pantallas tienen espesores deentre 0,4 y 0,8 m, con armadura pasivade hasta 4φ25/100 (horizontal) y doblecerco φ25/100 (vertical) (Figura 12), y

empleo localizado de barras pretensa-das de diámetro 50 mm.

Es necesario señalar que la construc-ción de este elemento estructural plan-teó, desde su concepción en el proyecto,importantes interferencias con el proce-so constructivo general. Su singularidadhizo necesario detener todo el procesocíclico planteado con el fin de optimizarla secuencia de construcción por las si-guientes razones:

– los mayores pesos de los forjados yla presencia de las pantallas de cone-xión, modificaban el planteamiento ge-neral de apeo en las plantas inferiores

– era previsible que el tiempo de fe-rrallado de los forjados fuera considera-blemente superior que el de una plantatipo

– la presencia de cables de pretensadocontinuos a lo largo de toda la planta y deuna mayor densidad de armaduras, modi-ficaba así mismo el planteamiento de di-visión por zonas para el ferrallado y elhormigonado de la misma

5.4. Contribución de los soportes

La elevada rigidez de los forjados delosa maciza de hormigón de la torrepermite poner en juego la contribuciónde los soportes del edificio en el meca-nismo global frente a acciones horizon-tales de una manera sencilla y sin exce-sivo coste adicional. Los soportes

It must be pointed out that as from itsdesign conception, constructing thisstructural element involved major inter-ference with the general constructionprocess. Its uniqueness made it neces-sary to stop the whole cyclical processapproached, with the purpose of opti-mising the construction sequence, forthe following reasons:

– the heavier weights of the slabfloors and the presence of connectioncut-off walls altered the general ap-proach to shoring on the lower storeys

– the time involved in reinforcing thefloor slabs would be considerablylonger than for a standard storey

– the presence of continuous pre-stressing cables and a greater density ofreinforcement throughout the wholestorey also amended the idea of divisioninto areas for its reinforcing

5.4. Contribution of the columns

The tower’s high solid concrete slabfloor stiffness allowed the contributionof the building’s supports to be broughtinto play in the overall mechanism asagainst horizontal forces, simply and atno excessive additional cost. The stiffermain supports, closest to the core, con-siderably reduce the flexibility of theunit when being put under load by theslab floors. This contribution representsaround 20% of the total, thus allowingthe core’s dimensions to be adjusted, incombination with the outrigger’s work,in order not to affect the functionality ofthe building’s low areas. It is to bepointed out that wind forces transmittedto the columns do not significantly pe-nalise their sizing since their maximumvalues do not happen at the same timethan the maximum gravitational forces.

Although contributing in a significantfashion, the rest of the pillars’ contribu-tion is affected by their smaller dimen-sions and some of them being interrupt-ed and not connected to the central corein the low part of the building.

6. BUILDING’S VERTICAL FORCERESISTANT STRUCTURE

6.1. Slab floors

The structural system chosen for theslab floors is constituted by solid, rein-

Figura 12. Ferrallado de las pantallas perimetrales del cinturón de rigidez conectadas con lossoportes de la fachada.

Figure 12. Steel reinforcing of the stiffness belt’s perimeter cut-off walls connected to thefaçade supports

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forced concrete slabs. This is due to sev-eral reasons:

– Their suitability for spaces betweenload bearing walls with spans greaterthan the usual ones in building struc-tures (up to 12 m) with complex geome-tries in plan and varying over the wholeheight of the building. They are incom-patible with the comfortable use of pre-stressed solutions or beams (Figure 13).

– The facility in their high up con-struction via concrete pumping and theuse of formwork tables or other indus-trial devices which can be easily movedfrom one floor to another.

– Their low reinforcement require-ments and their flexibility for adaptingto apertures not provided for in the de-sign

– The simplicity of construction de-tails for connection to supports andcores

Alternatives were taken into consider-ation during the tower’s designing butthey were deemed less favourable forthe following reasons:

– Prestressed precast units on a grida precast prestressed beams: high inci-dence on crane use, a crucial factor indesigning and optimising a high riseconstruction.

– Composite slab on a grid of steeland composite beams and joists: contin-uous change in the beam geometrythroughout the storeys to adapt to their

shapes and removal of the collaborationof columns against wind loads.

– “In situ” prestressed slab floors:complexity in routing cables to adapt tothe geometry of the storeys.

– Waffle flat slabs: unfavourable fireperformance, greater complexity informwork element moving operationsand a significant incidence on solid ar-eas because of the storeys’ geometry.

With a view to systemising construc-tion, slab floor thicknesses were limitedto two: 0.28 m for normal storeys and0.35 m for those with loads and/or ex-ceptional geometries. Slab floors form-ing part of the outrigger, whose greaterthicknesses are determined not by theslab floor’s work but by the overall workof this item, are not included in thisgroup.

Because of the owner’s wishes, it waspreferred to use a small base reinforce-ment (5 bars of 12 mm diameter per me-tre for slabs 0.28 m thick and 5 bars of16 mm diameter p.m. for those 0.35 mthick) despite the considerable increasein numbers and the complexity of rein-forcements required. The advantage ofthis choice of base reinforcement is thereduction in the amount of reinforce-ments used, up to 35 %, which figurecan offset the greater use of labour andlonger execution time.

Bending reinforcement is heavily pe-nalised by the abundance and excessivedimensions of the apertures for installa-

principales, más rígidos y próximos alnúcleo, disminuyen considerablementela flexibilidad del conjunto al ser pues-tos en carga por los forjados. Esta con-tribución representa en torno al 20% deltotal, habiendo permitido de este modoajustar las dimensiones del núcleo para,combinado con el trabajo del cinturónde rigidez, no condicionar la funcionali-dad de las zonas bajas del edificio. Esnecesario señalar que los esfuerzostransmitidos a los soportes a causa delviento no penalizan significativamentesu dimensionamiento ya que no sonconcomitantes con las solicitacionesgravitatorias máximas.

La contribución del resto de los pila-res, aunque es significativa, se ve afec-tada por sus menores dimensiones y lainterrupción y falta de conexión de al-gunos de ellos con el núcleo central enla parte baja del edificio.

6. ESTRUCTURA RESISTENTEDEL EDIFICIO FRENTE AACCIONES VERTICALES

6.1. Forjados

El sistema estructural escogido paralos forjados es el de losas macizas dehormigón armado. Ello se debe a variasrazones:

– Su idoneidad para crujías con lucesno moderadas mayores que las habitua-les en estructuras de edificación (hasta12 m) y con geometrías complejas enplanta y variables a lo largo de la alturadel edificio incompatibles con el em-pleo cómodo de soluciones pretensadaso de vigas (Figura 13).

– La facilidad de su construcción enaltura mediante el bombeo de hormigóny el empleo de mesas de encofrado uotros dispositivos industriales fácilmen-te desplazables de una planta a otra.

– Su ajustado consumo de armaduray su flexibilidad para adaptarse a la eje-cución de huecos no previstos en pro-yecto

– La sencillez de los detalles cons-tructivos de conexión con soportes ynúcleos

Durante el proyecto de la torre se con-sideraron otras alternativas que se con-sideraron menos favorables por las ra-zones que se apuntan a continuación:

Figura 13. Esquema con la disposición de apoyos y huecos de paso en un forjado tipo.Figure 13 . Diagram with the layout of supports and openings in a typical slab floor

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– Placas alveolares pretensadas: ele-vado incidencia en el consumo de grúas,factor crucial en el diseño y optimiza-ción de una obra en altura.

– Formado mixto de chapa plegadasobre viguería metálica o mixta: varia-ción continua de la geometría de la vi-guería a lo largo de las plantas paraadaptarse a las formas de las mismas yeliminación de la colaboración de lossoportes frente a las cargas de viento.

– Forjados pretensados: complejidaddel trazado de los cables para adaptarsea la geometría de las plantas.

– Forjados reticulares: comporta-miento poco favorable frente a fuego,mayor complejidad de las operacionesde desplazamiento de los elementos deencofrado, e incidencia significativa dezonas macizadas a causa de la geome-tría de las plantas.

En aras a sistematizar la construcciónse han limitado los valores del canto delforjado a dos: 0,28 m para las plantas

normales y 0,35 m para aquellas concargas y/o geometrías excepcionales.No se incluyen en este grupo los forja-dos que forman parte del cinturón de ri-gidez, cuyos mayores cantos vienen de-terminados no por el trabajo del forjadosino por el trabajo global de esta pieza.

Por deseo de la propiedad se ha prefe-rido utilizar una armadura base pequeña(5φ12 p.m. para las losas con canto 0,28m y 5φ16 p.m. para las de canto 0,35 m)a pesar del aumento considerable delnúmero y de la complejidad de los re-fuerzos que es necesario disponer. Laventaja de esta elección de armadurabase es la reducción del consumo de ar-madura hasta en un 35%, valor que pue-de compensar el mayor empleo de manode obra y tiempo de ejecución.

La armadura de flexión se ve muy pe-nalizada por la abundancia y dimensio-nes excesivas de los huecos para instala-ciones que atraviesan las plantas en laszonas con crujías elevadas. Además, laimposibilidad de disponer vigas alrede-dor de dichos huecos por deberse respe-

tions crossing the floors in areas with alarge distance between load bearingwalls. In addition, the impossibility ofplacing beams around these aperturessince installations passing through falseceiling and false floor have to be re-spected, caused long, considerably rein-forced bands to be used.

As pointed out in the relevant section,the overall slab floors enable the collab-oration of supports to be brought intoplay in resisting horizontal forces. Thisis achieved with a slight additionalbending fundamentally concentrated inthe area where the slab floors are con-nected to the central core. As the maxi-mum bending moment figures of a grav-itational origin and a wind origin arenot concomitant, the maximum rein-forcements required are not added to-gether and the result is moderate figureswhich do not represent a heavy cost in-crease.

The adjusted thickness used for theslab has the need for a more than smallpunching reinforcement as a counter-

Figura 14. Tipos de soportes: principales (en rojo, rectos) y de fachada (en verde, rectos y curvos).Figure 14. Types of supports: main (in red, straight) and façade (in green, straight and curved).

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part. Once work had started, it was de-cided to replace the stirrups reinforce-ment provided for in the original designby an industrialized bolt reinforcement,which allowed on-site erection to bespeeded up thus offsetting the high unitcost of the material used.

As detailed in an article on the execu-tion of this tower’s structure in this samemonographic issue of Hormigón y Acero[4], this structural arrangement in a sol-id reinforced concrete slab allowed for asystematic execution which, despite theincidence of the varying shape of thestoreys, enabled a 3 and 4 floors a monthrate of execution to be maintained.

6.2. Columns

Two families are to be definedamongst the columns (Figure 14):

– The main radial or almond planfootprint columns running from top tobottom of the building.

– The façade columns which disap-pear as the floor’s area reduces;straight and sloped columns must inturn be distinguished as a function ofthe façade in which they are located andthe consequent geometry they display.

Because of the number of floors re-ceiving them and the relative size oftheir area of influence, the maincolumns receive most of the building’svertical forces. Combined with the strict

limitations of the columns dimensions inthe buildings low area as imposed bythe architecture, this fact gives rise tothe need for using the following resist-ant mechanisms:

– High strength concrete (70 N/mm2)combined with HA-40 and HA-30 gradeconcrete in the least stressed areas.

– High amounts of reinforcement in-cluding 32 mm diameter double crownbars .

– S355 steel sections embedded andon occasions reinforced with sheet steelplates.

The optimisation of these three mate-rials’ use is subject to multiple restric-tions of a financial, construction andstrength order:

– Influence of the length of reinforce-ment overlaps if large diameters areused and the building is constructedfloor by floor.

– Details of connection betweenstretches of steel elements and the needto have cavities in the largest, mostdensely reinforced columns to allow theslab floor reinforcements to passthrough the steel profiles.

– Solving interference between sup-ports with higher strength concrete thanthe slab floor’s.

– Unit prices of each material clear-ly favourable to the use of high strengthconcrete supports.

tar el paso de instalaciones tanto por fal-so techo como por falso suelo, ha provo-cado que sea necesario disponer zun-chos de gran longitud y considerablearmado.

Como se ha indicado en el apartadocorrespondiente, el conjunto de forjadospermite poner en juego la colaboraciónde los soportes en la resistencia frente asolicitaciones horizontales. Esto se con-sigue con una ligera flexión adicionalconcentrada fundamentalmente en lazona de empotramiento de los forjadosen el núcleo central. Al no ser concomi-tantes los valores máximos de las solici-taciones de origen gravitatorio y de ori-gen eólico, los refuerzos máximosnecesarios no se suman, dando como re-sultado valores moderados que no re-presentan un incremento de coste im-portante.

El ajustado canto empleado para la lo-sa tiene como contrapartida la necesidadde disponer una armadura de punzona-miento no pequeña. Una vez iniciada laobra se decidió sustituir la armadura decercos prevista en el proyecto originalpor una armadura de pernos industriali-zados, que permitía agilizar el montajeen obra, compensando así el mayor costeunitario del material empleado.

Como se detalla en un artículo dedi-cado a la ejecución de la estructura estatorre en esta misma monografía (4), es-ta disposición estructural en losa maci-za de hormigón armado ha permitidouna ejecución sistemática que, a pesarde la incidencia de la forma variable delas plantas, ha permitido mantener unritmo de ejecución de entre 3 y 4 plan-tas al mes.

6.2. Soportes

Entre los soportes es preciso definirdos familias (Figura 14):

– Los soportes principales, radiales ode almendra, que recorren el edificio dearriba a abajo.

– Los soportes de fachada, que vandesapareciendo a medida que se reducela superficie de la planta; entre ellos sedebe distinguir a su vez los soportesrectos y los curvos, en función de la fa-chada en la que estén ubicados y la con-siguiente geometría que presenten.

Figura 15. Zunchado de soportes con hormigón de alta resistencia en el cruce con los forjados.

Figure 15. Hooping of supports with high strength concrete where crossing slab floors .

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Los soportes principales, por el núme-ro de plantas que reciben y el tamaño re-lativo de su superficie de influencia, reci-ben la mayor parte de las accionesverticales del edificio. Este hecho, unidoa las estrictas limitaciones de las dimen-siones de los soportes en la zona baja deledificio impuestas por la arquitectura, dalugar a que sea preciso utilizar los si-guientes mecanismos resistentes:

– Hormigones de alta resistencia (70N/mm2) combinados con hormigonesde calidades HA-40 y HA-30 en las zo-nas menos solicitadas.

– Cuantías elevadas de armadura queincluyen barras de diámetro 32 mm endoble corona.

– Perfiles metálicos de acero S355embebidos y en ocasiones reforzadoscon chapas

La optimización del empleo de estostres materiales está sujeta a múltiplesrestricciones de orden económico, cons-tructivo y resistente:

– Influencia de las longitudes de so-lape de las armaduras si se emplean diá-metros grandes y la construcción se eje-cuta planta a planta.

– Detalles de unión entre tramos deelementos metálicos y necesidad de dis-poner alveolos en los soportes másgrandes y más densamente armados pa-ra permitir el paso de las armaduras delforjado a través de los perfiles.

– Resolución de la interferencia en-tre los soportes con hormigón de resis-tencia mayor que la del forjado.

– Precios unitarios de cada material,claramente favorables al empleo de so-portes de hormigón con calidad elevada.

– Dificultades de fabricación, puesta

en obra y control asociadas al hormigónHA-70.

Con todos estos datos se llevó el caboel dimensionamiento de los soportescon los siguientes criterios:

– Minimización del empleo de hor-migón de calidad HA-70 que se fabricócon un control al 100%.

– Empleo de uniones entre elementosmetálicos sin capacidad de transmitiresfuerzos de tracción.

– Zunchado del hormigón HA-30 delforjado en el cruce con soportes de HA-70 con el fin de aumentar su resistencia;este zunchado se llevó a cabo mediantela colocación de 5 cercos circulares φ 25en los casos en los que la geometría delforjado lo permitía (Figura 15).

– Empleo preferente de dobles coro-nas de armadura en lugar de perfilesmetálicos.

– Limitación del uso de empalmesmecánicos entre barras de armadura azonas densamente armadas y con pre-sencia de perfiles metálicos.

Las características de los soportes re-sultantes son las siguientes (Figura 16):

– Soportes bajo rasante: φ, 1200mm; HA-70; As ≈ 3,5 %.

– Soportes zona baja: φ, 1000 mm;H-70; As ≈ 4 %; HEM 500 + 2x390x50.

– Soportes zonas media y alta: φ,600-1000 mm; H-40 ó H-30; As ≈ entre2 y 5 %.

La inclinación de los soportes, espe-cialmente importante en el tercio cen-tral de la torre, no representa un proble-ma mayor para la estructura ya que acausa de la simetría polar de la planta,los desvíos que se producen están equi-librados dos a dos, produciendo única-

– Difficulties in making, on-site plac-ing and control associated with HA-70concrete.

The columns were sized using all thisdata, with the following criteria:

– Minimizing the use of HA-70 gradeconcrete fabricated with 100% qualitycontrol.

– Use of connections between steelelements with no capacity to transmittensile stresses.

– Confinement of the slab floor’s HA-30 concrete at the crossing with HA-70grade supports in order to increasetheir strength; this confinement wascarried out by placing 5 circular φ 25stirrups in those cases where the slabfloor’s geometry so allowed (Figure 15)

– Preferential use of double rein-forcement crowns instead of steel pro-files.

– Limitation of the use of mechanicalsplices between reinforcement bars todensely reinforced areas with steel pro-files.

The features of the columns resultingare as follows (Figure 16):

– Columns under ground level: φ,1200 mm; HA-70; As ≈ 3.5 %

– Low area columns: φ, 1000 mm; H-70; As ≈ 4 %; HEM 500 + 2x390x50

– Mid and high area columns: φ,600-1000 mm; H-40 or H-30; As ≈ be-tween 2 and 5 %

Particularly important in the tower’scentral third, the supports’ inclinationprovides no major problem for thestructure since because of the polarsymmetry of the building’s floor plan,the deviations occurring are balanced

Figura 16. Secciones tipo de los soportes: bajo rasante, zona de accesos a la torre, zonas media y alta.Figure 16. Typical support cross sections: under ground level, tower access areas, mid and high areas.

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Figura 17. Inclinación de soportes de fachada en la zona media del edificio.Figure 17 . Inclination of façade supports in the building’s mid area

Figura 18. Soportes principales en la zonade acceso a la torre (en el sentido de lasagujas del reloj): vista general; perfilmetálico interior reforzado con alveolo parael paso de armaduras en la intersección conel forjado; sección mixta conarmadura 40 φ 32 y perfil metálico HEM 500reforzado con chapas; detalle deintersección con el forjado.Figure 18. Main supports in the tower’saccess area: (clockwise) general view;interior metal section reinforced with gridfor rebars to pass through at theintersection with the slab floor; mixed crosssection with 40 φ 32 reinforcement and steelsheet reinforced HEM 500 metal section;detail of intersection with slab floor.

mente torsiones que el núcleo con susección cerrada es perfectamente ca-paz de asumir (Figura 17).

Del mismo modo que se ha indica-do al hablar de los forjados, la contri-bución de los soportes a la resistenciafrente a las acciones horizontales noincrementa significativamente su ar-madura, ya que los esfuerzos suple-mentarios que aparecen en los mismosson pequeños a causa del elevado bra-zo de palanca respecto al núcleo y lano concomitancia con las accionesverticales máximas.

Es necesario señalar que en la zonabaja del edificio fue preciso extremar

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las condiciones de planificación y eje-cución de los soportes a causa de laconfluencia de los perfiles metálicosreforzados y la elevada densidad de ar-madura, aspectos necesarios ambos pa-ra no aumentar las dimensiones de lossoportes por encima de los límites im-puestos por la funcionalidad del edifi-cio, teniendo en cuenta además la posi-ble inestabilidad de los mismos porpandeo. Se cuidó especialmente la com-posición y granulometría del hormigón,así como sus condiciones de compacta-ción, para poder garantizar en todo mo-mento que se alcanzaban las resisten-cias características de 70 MPa prescritasen el proyecto. Las condiciones de hor-migonado fueron además especialmentecomplejas dado que los soportes de 12m de altura se hormigonaron sin juntasintermedias (Figura 18).

6.3. Vigas cargadero

Entre las Plantas Baja y M1, parte delos pilares de las fachadas sur y oeste seeliminan para mejorar el acceso al edi-ficio y el aspecto exterior de la torre.Para poder apear estos pilares es precisodisponer dos potentes vigas cargaderode 27,8 m de luz y 8 m de canto com-prendidas entre el forjado de la PlantaM1 y el de la Planta 1. Al estar ubicadasen una zona de instalaciones estas pie-zas no interfieren con la funcionalidaddel edificio ni se perciben desde el exte-rior del mismo (Figura 19).

Estas vigas son celosías metálicas for-madas por barras con secciones arma-

das cuadradas o rectangulares de di-mensiones máximas 550x900 mm2 ychapas de espesores comprendidos en-tre 20 y 80 mm, todas ellas de acero decalidad S355 J2G3. Con el fin de mejo-rar el comportamiento de la celosía, laspiezas metálicas se conectan a los forja-dos de hormigón superior e inferior me-diante pernos, constituyéndose así unoscordones mixtos, comprimido y traccio-nado respectivamente, de mayor capaci-dad resistente.

La conexión con los forjados permitematerializar los apoyos laterales necesa-rios a causa de la no planeidad del con-junto formado por la celosía plana y susdos apoyos. El desvío que se producepor esta causa se resuelve mediante unapareja de fuerzas en los forjados indica-dos, siendo necesario disponer cables depretensado en el superior de ellos paraanclar en el núcleo las importantes trac-ciones que se producen. Este pretensadose materializa en unidades de 7 cordo-nes φ 0,6” con trazado recto en alzado.

Las diagonales de las celosías dispo-nen asimismo de cables de pretensadoque permiten, por un lado, reducir lasdimensiones de sus chapas, y por otro,compensar parcialmente las deforma-ciones que va acumulando la celosía porla aplicación de las cargas permanentesdurante la construcción de la torre. Encada diagonal se disponen 2 cables de31 ó 19 φ 0,6”, con anclajes convencio-nales similares a los empleados en es-tructuras de hormigón pretensado. Lapuesta en tensión de estos cables se hallevado a cabo en cuatro etapas distri-buidas uniformemente a lo largo de la

two by two and only torsions occurwhich the core with its closed section isperfectly able to assume (Figure 17).

In the same way as pointed out whendiscussing slab floors, the contributionof the supports to the horizontal forcesresistance does not significantly increasetheir reinforcements since the supple-mentary forces appearing therein aresmall because of the high lever arm withrespect to the core and non concomi-tance with maximum vertical forces.

It must be pointed out that the sup-ports’ planning and execution condi-tions had to be cautiously dealt with inthe building’s low area because of theconfluence of the reinforced steel pro-files and high reinforcement density,both being necessary aspects in ordernot to increase the dimensions of thesupports above the limits as imposed bythe building’s functionality, bearingtheir possible instability through buck-ling in mind also. Special care was tak-en with regard to the concrete’s compo-sition and grain size in order toguarantee at all times that the charac-teristic strengths of 70 MPa prescribedin the design, were reached. Concretingconditions were, in addition, particular-ly complex, since the 12 m high sup-ports were concreted with no intermedi-ate joints (Figure 18).

6.3. Load bearing beams

Part of the south and east façade pil-lars between the Ground and M1 floors

Figura 19. Vigas cargaderos en la zona de accesos al edificio (en el sentido de las agujas del reloj): vista general antes de la instalación de lafachada; detalle con los anclajes inferiores; detalle con los anclajes superiores durante el montaje.

Figure 19 . Load bearing beams in the building’s access area (clockwise): general view before façade installation; detail with bottomanchorages; detail with top anchorages during fitting

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are removed to improve access to thebuilding and the tower’s outside ap-pearance. In order to shore these pil-lars, two potent load bearing beams of27.8 m span and 8 m high had to be fit-ted between the slab floor of the M1storey and the 1st storey. As they are lo-cated in an installation area, theseitems do not interfere with the building’sfunctionality nor are they perceivedfrom outside (Figure 19).

These beams are steel trusses formedby bars with square or rectangular rein-forced cross sections with maximum di-mensions of 550x900 mm2 and steelplates between 20 and 80 mm thick, allof S355 J2G3 quality steel. The steeltrusses connected to the top and bottomconcrete slab floors with the purpose ofimproving the lattice’s performance,and they thus constitute compositeflanges, respectively compressed andtensile stressed, with greater resistantcapacity.

Connection to the slab floors allowsthe side supports to be obtained. Theyare necessary because of the non-flat-ness of the unit formed by the flat trussand its two supports. The deviationscaused by this is resolved by means of acouple of forces in the slab floors indi-cated, and it is necessary to lay pre-stressing cables at the top of them to an-chor the large tensile stresses occurringinto the core. This prestressing materi-alises in units of seven φ 0.6” chordswith a straight routing in elevation.

The trusses’ diagonals also have pre-stressing cables that, on the one hand,allow the dimensions of their sheet steelplates to be reduced and, on the other,to partially offset the deformations thelattice is accumulating from applyingpermanent loads during the tower’sconstruction. Two 31 or 19 φ 0.6” ca-bles are fitted in each diagonal withconventional anchorages similar tothose used in prestressed concretestructures. These cables were put undertensile stress in four stages, uniformlydistributed throughout the tower’s con-struction, with the purpose of reducingthe deformations of the slab floors sup-ported on the lattices to the minimumcompatible with the façade.

6.4. Column deviation blocks

Some columns are horizontally movedin the technical M1 and M2 floors.These columns have to move from thefaçade’s alignments to the radials, in or-der to adapt to the floor’s geometryvariation. These deviations were solvedby means of rigid blocks occupying theenvelope of the space determined by thecolumns in the initial and moved posi-tions (Figure 20). The forces appearingin plan to offset this deviation are bal-anced by compressions in one of theslabs and by tensile stresses in the oth-er, which are transmitted to the centralcore via 12 φ 0.6” prestressing cablesand passive strengthening reinforce-

construcción de la torre, con el fin dereducir las deformaciones de los forja-dos apoyados en las celosías al mínimocompatible con la fachada.

6.4. Bloques de desvío de soportes

En las plantas técnicas M1 y M2 seproduce el desplazamiento horizontalde algunos soportes, que deben pasar delas alineaciones de fachada a las radia-les con el fin de adaptarse a la variaciónde la geometría de la planta. Estos des-víos se han resuelto mediante bloquesrígidos que ocupan la envolvente del es-pacio determinado por los soportes enlas posiciones inicial y desplazada(Figura 20). Las fuerzas que aparecenen planta para compensar este desvíoson equilibradas por compresiones enuno de los forjados y por tracciones enel otro, que son transmitidas al núcleocentral mediante cables de pretensado12 φ 0,6” y refuerzos concentrados dearmadura pasiva. La coincidencia de es-tos desvíos con las vigas cargadero en laPlanta M1 y con el cinturón de rigidezen la Planta M2 complica los detalles deejecución al acumularse capas de arma-dura y refuerzos en el forjado de dife-rentes orígenes.

7. MODELOS DE CÁLCULO

El comportamiento de los forjados dela torre frente a cargas verticales se haestudiado mediante modelos locales deelementos finitos que permiten analizarsu comportamiento de un modo ágil ysistemático, adaptándose fácilmente alos cambios de geometría entre plantas ypermitiendo seguir de un modo sencillolas modificaciones surgidas a la largo dela ejecución de la obra. Se han utilizadoprocedimientos auxiliares desarrolladospor MC2 para simplificar las tareas depre-proceso y post-proceso, orientadas auna automatización intensiva de las tare-as de cálculo que permita mantener, noobstante, el control por parte del proyec-tista del diseño final de la distribución delos refuerzos de armadura.

Además de estos modelos locales seha utilizado un modelo completo y deta-llado de la torre mediante elementos fi-nitos que ha permitido estudiar, entreotros, los siguientes aspectos:

– El reparto de las cargas verticalesentre los diferentes soportes y núcleos,

Figura 20. Bloques de desvío de soportes.Figure 20. Support diversion blocks.

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teniendo en cuenta el hiperestatismoglobal de la estructura.

– El reparto entre los diferentes nú-cleos de las solicitaciones (flexión, cor-tante y torsión) originadas por las accio-nes de viento, así como la contribuciónde los soportes conectados rígidamentea los núcleos a través de los forjados.

– Las solicitaciones sobre el cinturónde rigidez y los soportes de fachada de-bidas al viento, así como las debidas a lascargas gravitatorias que se transfieren alnúcleo a través del cinturón a causa de suelevada rigidez a pesar de no ser ésta lafunción para la que está concebido.

– La deformabilidad estática del edi-ficio bajo cargas de viento para garanti-zar el buen comportamiento de los ele-mentos de la fachada.

– Las frecuencias propias de la es-tructura, necesarias para el control delas aceleraciones en los puntos críticosbajo acciones eólicas.

– Obtener las solicitaciones sobre lasvigas cargadero y analizar la interacciónentre ellas y el resto del edificio, en par-ticular a causa de la diferente deforma-

ments. These deviations coinciding withthe load bearing beams on the M1 floorand with the outrigger on the M2 floorcomplicate the execution details as lay-ers of reinforcements and strengtheningof different origins accumulate in theslab floor.

7. CALCULATION MODELS

The performance of the tower’s slabfloors to vertical loads was studied us-ing local finite element models allowingtheir behaviour to be analysed swiftlyand systematically, easily adapting tothe changes in geometry between floorsand enabling the amendments arisingthroughout the work’s execution to besimply monitored. Auxiliary proceduresdeveloped by MC2 in order to simplifythe pre-process and post-process tasksoriented towards intensive automationof the calculation work whilst neverthe-less enabling the designer to keep con-trol over the final design of the rein-forcement’s strengthening distributionwere used.

bilidad entre las fachadas apeadas enellas y las apeadas en soportes.

Este modelo se desarrolló por etapas,incluyendo en la fase final del proyectola totalidad de los elementos estructura-les afectados.

Los elementos estructurales aisladosmás significativos (núcleo, vigas carga-dero, bloques de desvío de soportes,cinturón de rigidez,...) se estudiaronmediante modelos aislados. En particu-lar, el análisis de los elementos del cin-turón de rigidez se llevó cabo combi-nando diferentes procedimientos decálculo, tendentes a ajustar al máximoel dimensionamiento de este elementocomprometido:

– En primer lugar, como se ha dicho,se determinaron a través del modeloglobal antes indicado, las solicitacionesde origen eólico y gravitatorio sobre elcinturón, ajustadas para tener en cuentael comportamiento diferido.

– En una segunda fase se llevo a ca-bo un modelo local de elementos finitos

Figura 21. Estudio mediante modelos de campos de tensiones del comportamiento de las pantallas del cinturón de rigidez: cargas descendentes (izqda.) y ascendentes (dcha.).

Figure 21 – Study of the performance of the stiffness belt’s cut-off walls using tensile stress field models: descending loads (left) and ascending (right).

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Apart from these local models, a com-plete, detailed model of the tower wasused by means of finite elements thatenabled the following aspects to bestudied, amongst others:

– The vertical load distribution be-tween the different supports and cores,taking the structure’s overall non-deter-minate behaviour into account.

– The distribution of wind forcecaused stresses (bending, shear and tor-sion) amongst the different cores, aswell as the contribution of supportsrigidly connected to the cores throughthe slab floors.

– Stresses on the outriggers andfaçade columns due to the wind, as wellas those due to gravitational loadstransferred to the core through the out-rigger because of its high stiffness de-spite this not being the function forwhich it is conceived.

– The building’s static deformabilityunder wind loads in order to guaranteethe good performance of the façade’s el-ements

– The structure’s vibration frequenciesnecessary for controlling accelerations atcritical points under wind forces.

– Obtaining the stresses on loadbearing beams and analysing the inter-action between them and the rest of thebuilding, in particular because of thedifferent deformability between thefaçades shored up on them and thoseshored up on columns.

This model was developed in stages,including the whole of the structural el-ements affected, in the design’s finalphase.

The most significant, isolated struc-tural elements (core, load bearingbeams, columns deviation blocks, out-rigger, etc.) were studied using isolatedmodels. In particular, the outrigger ele-ments were analysed by combining dif-ferent calculation procedures tending toadjust the sizing of this endangered ele-ment as much as possible:

– Firstly, as stated, stresses on theoutrigger of a wind and gravitationalorigin were determined using the afore-mentioned overall model. They were ad-justed in order to take the long-term be-haviour into account.

– In a second phase, a local finite el-ement model was undertaken that com-prised the two floors affected and theoverall radial and perimeter cut-off

walls; this model was used to initiallyanalyse the flow of stresses through theslab floors and cut-off walls bearing inmind the multiple cavities made therein.

– Detailed sizing was carried outwith the aid of local tensile stress fieldmodels allowing the local reinforcementand prestressing strengthening to be ac-curately determined (Figure 21) [9, 10].

Finally, a further complete but verysimplified model enabled the structure’slong-term behaviour to be studied,analysing the following aspects:

– The tower’s vertical deformation;determined by the unequal distributionof permanent tensile stresses betweenthe cores and the supports, as well asthe relative differences in stiffness be-tween continuous pillars and thoseshored up on the load bearing beamsgiving rise to differential drops betweenthe different points of the slab floorsthat must be kept below figures that donot reduce their resistant capacity noraffect the building’s functionality; thisanalysis took the tower’s real construc-tion time into account which, to a largeextent, enabled final deformations to betaken into account (Figure 22).

– The variation in permanent stress-es in the outrigger and the columns con-nected to it, including an analysis oftheir sensitivity by means of variationsin the rheological parameters inside theranges of most likely figures.

– The floor to floor shortening of thecolumns, which must be limited to pre-vent damage to the façade.

que comprendía las dos plantas afecta-das y el conjunto de pantallas radiales yperimetrales; este modelo fue empleadopara analizar inicialmente el flujo de es-fuerzos a través de los forjados y laspantallas teniendo en cuenta los múlti-ples alveolos dispuestos en ellos.

– Finalmente, el dimensionamientodetallado se realizó con la ayuda de mo-delos locales de campos de tensionesque permitieron determinar de un modopreciso los refuerzos locales de armadu-ra y pretensado (Figura 21) (9,10).

Finalmente, otro modelo de cálculo,completo pero muy simplificado, per-mitió estudiar el comportamiento diferi-do de la estructura, analizando los si-guientes aspectos:

– La deformación vertical de la torre;condicionada por la desigual distribuciónde tensiones permanentes entre los nú-cleos y los soportes, así como las dife-rencias relativas de rigideces entre pila-res continuos y los que apean en las vigascargadero, lo que da lugar a descensosdiferenciales entre los diferentes puntosde los forjados que se deben mantenerpor debajo de valores que no reduzcan lacapacidad resistente de los mismos niafecten a la funcionalidad del edificio;este análisis tuvo en cuenta la temporali-dad real de construcción de la torre, loque permite reducir en gran medida lasdeformaciones finales (Figura 22).

– La variación de los esfuerzos per-manentes en el cinturón de rigidez y lossoportes a él conectados, incluyendo unanálisis de la sensibilidad de los mis-

Figura 22. Descensos diferenciales entre el núcleo central y los soportes principales a lo largo de la vida del edificio.

Figure 22. Differential drops between the central core and the main supports throughout the building’s lifetime.

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mos, mediante variaciones de los pará-metros reológicos dentro de las horqui-llas de valores más probables.

– Los acortamientos planta a plantade los soportes, que se deben limitar pa-ra evitar daños en la fachada

8. ESTRUCTURAS AUXILIARES

8.1. Estructura interior al núcleocentral

La estructura del vestíbulo de ascenso-res del núcleo central se planteó para serconstruida con independencia del con-junto núcleo-pilares-forjados. En lasplantas tipo la estructura de este vestíbu-lo está formada por dos vigas parcial-mente empotradas en los lados cortos delnúcleo y con canto variable para permitirel paso de las instalaciones desde los pa-tinillos. Entre dichas vigas se disponeuna losa de 0,20 m de canto con los opor-tunos alveolos para paso de instalacionescuando sea necesario. La losa fue calcu-lada para ser capaz de resistir las cargasde la pluma de hormigonado y transmi-tírselas a las vigas, aunque finalmente ladisposición empleada para el sistema dedistribución del hormigón en la planta nohizo necesario asumir estas importantessolicitaciones.

El dimensionamiento de esta pieza deluz importante (L= 12,80 m) y cantoajustado (0,88 m), estuvo muy condi-cionado por la funcionalidad de los sis-temas mecánicos de las puertas de losascensores que se apoyan en ella.

8.2. Escaleras helicoidales

Para conectar varias plantas en las zo-nas singulares del edificio (accesos enla parte baja y zona de dirección en laparte alta), se utilizan dos escaleras he-licoidales en hormigón armado. La pri-mera discurre entre la Planta Baja y laEntreplanta E3 (3 tramos), y la segundaentre las plantas 44 y 45 (Figura 23).

Las losas en hormigón armado em-pleadas para estas estructuras son com-pletamente exentas y sólo se apoyan enlos descansillos ubicados en el encuen-tro con las plantas. Se han empleado lo-sas de canto medio 0,24 m, consiguién-dose piezas de gran belleza quecontribuyen a realzar la singularidad deestas zonas.

8.3. Estructuras metálicassecundarias

Para permitir la sujeción del muro cor-tina en las plantas en las que la losa se in-

8. AUXILIARY STRUCTURES

8.1. Inside structure of the centralcore

The central core’s lift hall structurewas planned to be built separately to theoverall core-pillars-slab floors unit.This hall’s structure on the standardfloors is formed by two beams partiallyembedded in the core’s short sides andvarying in depth to allow installationsto pass through from the small patios. A0.20 m thick slab with the due aperturesfor installations to pass through wherenecessary is arranged between thesebeams. The slab was calculated to beable to resist the concreting jib loadsand transmit them to the beams, al-though, in the end, the arrangementused for the concrete’s distribution sys-tem on the storey made it unnecessaryto assume these large stresses.

The sizing of this item with such alarge span (L= 12.80 m) and adjusteddepth (0.88 m), was very much deter-mined by the functionality of the liftdoors’ mechanical systems which aresupported on it.

8.2. Spiral staircases

Two reinforced concrete spiral stair-cases are used to connect several floors

Figura 23. Escalera de caracol en la zona de Dirección del edificio (Plantas 44 y 45).Figure 23. Winding staircase in the building’s Management area (44th and 45th floors).

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in the singular areas of the building (ac-cesses in the low part and executivearea in the high part). The first runs be-tween the Ground Floor and the E3Mezzanine (3 stretches) and the secondbetween the 44th and 45th floors(Figure 23).

The reinforced concrete slabs used forthese structures are completely free-standing and are only supported on thelandings located where the slab floorsmeet. Average 0.24 m thick slabs wereused, obtaining very attractive itemscontributing in emphasising the unique-ness of these areas.

8.3. Secondary steel structures

Secondary steel structures made up oftubes suitably connected to the mainstructure’s pillars are used to allow thecurtain wall to be supported on thosefloors where the slab is interrupted be-fore reaching the façade, in order tocreate spaces with a double height(Figure 24). When necessary, these pil-lars are supplemented with auxiliarysteel pillars which are no higher thanone storey.

Conventional and simple in them-selves, the sizing of these structures wasvery much affected by the strict horizon-tal and vertical deflection conditionsassociated to the curtain wall, com-bined with how adjusted were the di-mensions available for the steel profilesand their connection to the supports.

9. MATERIALS AND FUNDAMEN-TAL MAGNITUDES

–Area built in tower: 10,735 m2 underground level, 67,800 m2 above groundlevel.

– Area built in car park: 34,265 m2

– HA-30 concrete in tower’s slabfloors: 19,851 m3

– Passive B-500 S reinforcement intower slab floors: 3,211 t (161 kg/m3)

– Concrete in tower supports: HA-70, 1,255 m3; HA-40, 2,367 m3; HA-30,798 m3

– Passive B-500 S reinforcement intower supports: 1,864 t (422 kg/m3)

– S 355 J2 G3 steel in tower sup-ports: 160 t

– S 355 J2 G3 steel in load bearingbeams: 268.3 t

– Concrete in cores: HA-70, 2,483m3; HA-40, 1,012 m3; HA-30, 4,136 m3

– Reinforcement in cores: 1,438 t(188 kg/m3)

– Prestressing steel Y 1860 S7: 161.0t (foundation slab), 6.9 t (load bearingbeams), 43.8 t (outrigger)

– Total mass of the structure:101,888 t (including quasi-permanentpart of live loads)

– Total maximum load transmitted tofoundations: 1,300,000 kN (characteris-tic value)

– Maximum wind forces, characteris-tic values at Ground Floor level: Mx,bending of centre line parallel to the longside of the pseudo-ellipse, 3.52•106 kNm,My, bending of centre line parallel toshort side of the pseudo-ellipse, 1.96•106

kNm, Mz, vertical centre line torsion,1.68 105 kNm, for a return period T of100 years and damping equal to 2% ofthe critical

– Maximum acceleration on the lastinhabitable floor with a return period Tof 10 years and damping equal to 2% ofthe critical: 20.7 mg

– Maximum angular velocity on thelast inhabitable floor with a return peri-od T of 10 years and damping equal to2% of the critical: 1.5 10-3 rad/s

terrumpe antes de llegar a la fachada pa-ra crear espacios de doble altura, se dis-ponen estructuras metálicas secundariascompuestas de tubos adecuadamente co-nectados a los pilares de la estructuraprincipal (Figura 24). Cuando es preciso,se complementan estos pilares con pila-res auxiliares metálicos que no tienen al-tura superior a una planta.

Estas estructuras, de por sí conven-cionales y sencillas, se han visto muyafectadas en su dimensionamiento porlas estrictas condiciones de deformabi-lidad horizontal y vertical asociadas almuro cortina, combinadas con lo ajus-tado de las dimensiones disponiblespara los perfiles y su conexión con lossoportes.

9. MATERIALES Y MAGNITUDESFUNDAMENTALES

– Superficie edificada en torre:10.735 m2 bajo rasante, 67.800 m2 sobrerasante

– Superficie edificada en aparca-miento: 34.265 m2.

– Hormigón HA-30 en forjados detorre: 19.851 m3.

Figura 24. Estructura metálicaauxiliar para sujección de lafachada: vista general (izqda.);detalle de conexión con lossoportes (dcha.).Figure 24. Auxiliary metalstructure to secure the façade:general view (left); detail ofconnection to supports (right)

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– Armadura pasiva B-500 S en forja-dos de torre: 3.211 t, 162 (kg/m3).

– Hormigón en soportes de torre:HA-70, 1.255 m3; HA-40, 2.367 m3;HA-30, 798 m3.

– Armadura pasiva B-500 S en so-portes de torre: 1.864 t, 422 (kg/m3).

– Acero S 355 J2 G3 en soportes detorre: 160 t.

– Acero S 355 J2 G3 en vigas carga-dero: 268.3 t

– Hormigón en núcleos: HA-70,2.483 m3; HA-40, 1.012 m3; HA-30,4.136 m3.

– Armadura en núcleos: 1.438 t, 188(kg/m3).

– Acero de pretensar Y 1860 S7:161,0 t (losa de cimentación), 6,9 t (vi-gas cargadero), 43,8 t (cinturón de rigi-dez).

– Masa total de la estructura:101.888 t (Incluyendo parte cuasiper-manente de sobrecargas).

– Carga total máxima transmitida a lacimentación: 1.300.000 kN (valor ca-racterístico).

– Esfuerzos máximos debidos alviento, valores característicos en el ni-vel de Planta Baja: Mx, flexión de ejeparalelo al lado largo de la seudo-elipse,3,52•106 kNm, My, flexión de eje para-lelo al lado corto de la seudo-elipse,1,96•106 kNm, Mz, torsión de eje verti-cal, 1,68 105 kNm, para un periodo deretorno T de 100 años y un amortigua-miento igual al 2% del crítico.

– Aceleración máxima en la últimaplanta habitable con un periodo de re-torno T de 10 años y un amortiguamien-to igual al 2% del crítico: 20,7 mg.

–Velocidad angular máxima en la últi-ma planta habitable con un periodo de re-torno T de 10 años y un amortiguamien-to igual al 2% del crítico: 1,5 10-3 rad/s.

9. REFERENCIASBIBLIOGRÁFICAS

[1] Bruguera Masana, J., “TorreEspacio. Proyecto arquitectónico”, Hor-

migón y acero nº 249, julio-septuembre,2008.

(2) Martínez Calzón, J. “Hormigonesde alta resistencia en la edificación degran altura”, Hormigón y acero nº 228-229, 2003.

(3) Martínez Calzón, J., GómezNavarro, M., Ballesteros Molpeceres,B. “Estructura del edificio TorreEspacio. Ejecución del proyecto cons-tructivo”, III Congreso de Puentes yEstructuras de Edificación, pp. 3169-3181, Asociación Científico-Técnicadel Hormigón Estructural, Madrid,2005.

(4) Aguirre Gallego, M., “EdificioTorre Espacio – Aspectos constructivosde ejecución de la estructura”,Hormigón y acero nº xxx, 2008.

(5) NCSE-02, "Norma de construc-ción sismorresistente: parte general yedificación", Ministerio de Fomento,Madrid, 2002.

(6) American Society of CivilEngineers, ASCE, “Wind TunnelStudies of Buildings and Structures,ASCE Manuals and Reports onEngineering Practice, No. 67, Virginia,1999.

(7) Surry, D., “Wind loads on low-ri-se buildings: past, present and future”,Actas de la 10ª Conferencia Interna-cional sobre Ingeniería eólica, ICWE,Copenague, Dinamarca, 1999.

(7) Isyumov, N., “Motion Perception,Tolerance and Mitigation”, 5th WorldCongress of the Council on TallBuildings and Urban Habitat, Ams-terdam, Holanda , Mayo 1995.

(7) Muttoni, A., Schwartz, J.,Thürlimann, B. “Design of ConcreteStructures with Stress Fields”, Birk-häuser, Basilea, 1997.

(10) Fernández Ruiz, M., Muttoni,Aurelio, “Dimensionamiento y verifi-cación del hormigón estructural me-diante el método de los campos de ten-siones”, Hormigón y acero nº 243,2007.

REFERENCES

[1] Bruguera Masana, J., “TorreEspacio. Architectural design”, Hor-migón y acero nº 249, July-September,2008

[2] Martínez Calzón, J. “Hor-migones de alta resistencia en la edifi-cación de gran altura”, Hormigón yacero nº 228-229, 2003

[3] Martínexz Calzón, J., GómezNavarro, M., Ballesteros Molpeceres,B., “Estructura del edificio TorreEspacio. Ejecución del proyecto con-structivo”, III Congreso de Puentes yEstructuras de Edificación, pp.. 3169-3181, Asociación Científico-Técnicadel Hormigón Estructural, Madrid,2005

[4] Aguirre Gallego, M., “TorreEspacio building: Construction aspectsin building the structure”, Hormigón yacero nº 249, July-September, 2008

[5] NCSE-02, "Norma de construc-ción sismorresistente: parte general yedificación", Ministerio de Fomento,Madrid, 2002

[6] American Society of Civil Engi-neers, ASCE, “Wind Tunnel Studies ofBuildings and Structures”, ASCEManuals and Reports on EngineeringPractice, No. 67, Virginia, 1999

[7] Surry, D., “Wind loads on low-rise buildings: past, present and fu-ture”, Proceedings of the 10th Inter-national Conference on Wind Engi-neering, ICWE, Copenhague, Den-mark, 1999

[8] Isyumov, N., “Motion Percep-tion, Tolerance and Mitigation”, 5thWorld Congress of the Council on TallBuildings and Urban Habitat, Ams-terdam, The Netherlands , May 1995

[9] Muttoni, A., Schwartz, J., Thürli-mann, B., “Design of Concrete Struc-tures with Stress Fields”, Birkhäuser,Basel, 1997

[10] Fernández Ruiz, M., MuttoniAurelio, “Dimensionamiento y verifi-cación del hormigón estructural medi-ante el método de los campos de ten-siones”, Hormigón y acero nº 243,2007, pages. 93-102.

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Torre Espacio. Construction aspects in building the structure

Mauricio Aguirre Gallego(1)

(1) Ingeniero civil. Oficina Técnica OHL




RESUMEN

La construcción de grandes edificios en altura plantea un cambio radical de las técnicas constructivas habituales en la edifica-ción estándar, que comienza con un acertado diseño de la implantación en obra, la tecnología y uso eficiente de los medios au-xiliares, la utilización de materiales de última generación y la aplicación sistemática de diferentes y singulares técnicas de eje-cución, cuyo objetivo esencial es el de obtener el mayor rendimiento productivo, con un alto nivel de calidad al menor costeposible. Todos estos aspectos resultaron fundamentales durante la construcción del edificio TORRE ESPACIO, de la cual se pre-senta una descripción sintetizada pero muy ilustrativa de los procesos que marcaron el ritmo constructivo y que en definitiva de-terminaron la clave del éxito.

Palabras clave: torre espacio, construcción de rascacielos, hormigón de alta resistencia, cimentaciones postensadas, ciclos deproducción.

ABSTRACT

The construction of large high rise buildings involves a radical change in the usual construction techniques in standard buil-dings, which commences with the right design of the on-site implementation, technology and efficient use of the auxiliary resour-ces, the use of the latest generation of materials and systematic application of different, unique building techniques whose essen-tial aim is to obtain the greatest production performance with a high quality level at the least cost possible. All these aspects werefundamental during the Torre Espacio building’s construction, of which a synthesised but highly illustrative description is givenof the processes that set the construction rate and which, in the end, were the key to success.

Key words: torre espacio, skyscraper construction, high strength concrete, post-stressed concrete, production cycles.


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1. GENERAL

The later sections in this article sketchout a summarised report of the TorreEspacio [1] building’s structure execu-tion process from the construction pointof view, with which it is intended to show,to a certain extent, the approach taken asto the level of organisation, planning anddevelopment of the construction of theworking group who built the Tower, em-phasising the work’s most significantstructural elements.

2. MATERIALS

The Torre Espacio [2] structure is ba-sically made with concrete and steel,like most of the world’s large buildings.These materials are found in all thetower’s structural elements but their re-sistant contribution varies according tothe type and functional characteristicsof each component; this is why they arepresent in the form of reinforced con-crete, post-stressed concrete, pres-tressed concrete, structural steel, post-stressed structural steel and in mixedelements as a combination of structuralsteel and reinforced concrete.

The structural design requirementsspecified HA-70 high strength concrete inthe cores and most of the pillars on thefirst few floors, as well as in the stiffeningbelt. These types of concrete were de-signed especially for the tower, with anadditional reserve capacity of 10 MPa(HA-80), depending on the maker’s pro-duction conditioning factors and the con-struction works’needs, which, in the caseof the belt, involved uniquely designedproduction resources, materials and tech-niques, with the purpose of pumping theconcrete with maximum guarantees.

The concrete constituting the belowground elements was mostly placed withmobile pumps, except HA-80 pillarsand cores up to the 1st floor (+23.60),where it was poured with a bucket-crane, although this equipment on manyoccasions was also used to concreteHA-30/40 pillars below ground leveland point concreting above.

A static SCHWING BP 5000 20Rpump was used for concreting most ofthe above ground elements, with whichHA-80 high strength concrete waspumped up to the Stiffening Belt with amaximum 160 m pipe height m and HA-30 concrete up to the building’s crown.

The average proportions of the con-crete subjected to the most intense con-trol level are as shown in Table 1.

Characteristic tests were only per-formed for high strength concretes.

3. CUT-OFF WALLS

Once the licence for the work’s con-struction had been granted, the plotwas levelled and an enclosure of ap-proximately 115x125 m was dug outdown to basement 2 level with a totalvolume of 66750 m3. After the cut-offwalls had been set out with setting outhurdles, located on the east, north andwest alignments, the guide walls, exca-vation, reinforcement and concretingwork commenced for the cut-off wallmodules measuring 0.60x2.80 m withsemicircular joints.

The 0.60 m thick perimeter cut-offwalls delimiting the plot, were tem-porarily anchored to the terrain whilstbeing built so as to allow the enclosurethe Tower and Car Park occupy to be ex-cavated.

Once the tower’s 2nd basement storeyslabs had been made, it was planned tocut the anchorages so that the neigh-bouring cut-off walls with the buildingin the north alignment would transmitthrusts directly to the slab floors.However, the anchorage cutting processin the other cut-off walls (east – westand north with nothing neighbouring)was slowed down until the car park slabfloor compression layers had been con-creted which led to most of the anchor-ages being cut between August andSeptember, 2005.

4. FOUNDATIONS

The Building’s foundations are thesurface type and a 4 m thick post-stressed slab measuring 42.3x52.3 m inplan was chosen, i.e., it has approxi-mately 5 m more on the ease and westside with respect to the Tower’s perime-ter projection and 1 m southwards.

4.1. Excavation

9350 m3 had to be excavated for thefoundation slab. Once this level had

1. GENERALIDADES

Los apartados posteriores de este artí-culo esbozan, desde el punto de vistaconstructivo, una memoria resumida delproceso de ejecución de la estructuradel edificio Torre Espacio [1], con lacual se pretende mostrar, hasta ciertopunto, el enfoque a nivel de organiza-ción, planificación y desarrollo de laconstrucción, del grupo de trabajo queacometió la ejecución de la Torre, conénfasis en los elementos estructuralesmás significativos de la obra.

2. MATERIALES

La estructura del edificio TorreEspacio [2] está básicamente conforma-da por hormigón y acero, al igual que lagran mayoría de los grandes edificios enel mundo. Dichos materiales se encuen-tran en todos los elementos estructuralesde la torre, pero su aporte resistente varíasegún el tipo y características funciona-les de cada componente; es así como es-tán presentes en forma de hormigón ar-mado, hormigón postensado, hormigónpretensado, acero estructural, acero es-tructural postensado y en los elementosmixtos como combinación de acero es-tructural y hormigón armado.

Los requerimientos del proyecto es-tructural especificaban hormigón de altaresistencia HA-70 en los núcleos y lamayor parte de los pilares de las primerasplantas, así como en el cinturón de rigi-dez. Dichos hormigones se diseñaron es-pecialmente para la torre, con una reser-va de capacidad adicional de 10 MPa(HA-80), en función de los condicionan-tes de producción del fabricante y de lasnecesidades constructivas de la obra, queen el caso del cinturón, implicaron me-dios de producción, materiales y técnicasde diseño singulares, con el objeto de re-alizar su colocación mediante bombeocon las máximas garantías.

Los hormigones que constituyen loselementos bajo rasante se colocaronmayoritariamente con bombas móviles,salvo pilares y núcleos de HA-80 hastala planta 1 (+23,60), que se vertieronmediante cubilote-grúa, aunque en mu-chas ocasiones este medio también seempleó para hormigonar pilares de HA-30/40 bajo rasante y puntualmente so-bre rasante.

Para el hormigonado de la mayor par-te de los elementos sobre rasante, se uti-

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lizó una bomba estática SCHWING BP5000 20R, con la cual llegó a bombear-se hormigón de alta resistencia HA-80al Cinturón de Rigidez con cota máximade tubería a 160m de altura y hormigónHA-30 hasta la coronación del edificio.

Las dosificaciones medias de los hor-migones sometidos a un nivel de controlmás intenso son las que figuran en laTabla 1.

Únicamente se efectuaron ensayos ca-racterísticos para los hormigones de al-ta resistencia.

2. MUROS PANTALLA

Una vez que se otorgó la licencia deconstrucción de la obra, se procedió a re-alizar una explanación general de parce-

la y un vaciado de un recinto de dimen-siones 115x125 m aproximadamentehasta la cota del sótano 2, con un volu-men total de 66750 m3. Posteriormente,realizado el replanteo de las camillas delos muros pantalla ubicados sobre las ali-neaciones este, norte y oeste, comenza-ron las labores de elaboración de los mu-retes guía, excavación, ferrallado yhormigonado de los módulos de pantallade dimensiones 0,60x2,80 m con juntassemicirculares.

Los muros pantalla perimetrales quedelimitan la parcela, cuyo espesor es de0,60 m, fueron anclados temporalmenteal terreno durante su ejecución, de mo-do que permitieran la excavación del re-cinto que ocupa la Torre y el Aparca-miento.

Una vez concluida la ejecución de laslosas de forjado de la planta sótano 2 de

been reached, a 98% modified Proctorcompaction was carried out and the lev-el checked by geometric levelling. Theside slopes were protected with polyeth-ylene to prevent them eroding andperimeter channels were made at thebase to drain away rainwater during thebuilding phase to a pit located at theslab’s south-west corner.

4.2. Slab-ground interface

In order to guarantee that the post-stressing forces applied to the active re-inforcement were in fact transmitted tothe concrete, controlling potentialcracking in the slab from the very heavyloads arriving from the pillars andcores, the friction between ground andslab could not exceed 0.5 according tothe project specification.

HA-30/F/20/IIb / HA-30/F/20/IIb

Cemento Asland II/A-V 42.5R / Asland II/A-V 42.5R Cement 370 kg/m3

Arena silícea 0/4 / 0/4 Silica sand 810 kg/m3

Gravilla silícea 4/20 / 4/20 Silica gravel 1050 kg/m3

Aditivo plastificante Degussa / Degussa plastifying additive 1 %Relación a/c / s/c ratio 0.5

HA-40/F/20/IIb / HA-40/F/20/IIb

Cemento Asland II/A-V 42.5R / Asland II/A-V 42.5R Cement 420 kg/m3

Arena silícea 0/4 / 0/4 Silica sand 740 kg/m3

Gravilla silícea 4/20 / 4/20 Silica gravel 1050 kg/m3

Aditivo plastificante Degussa / Degussa plastifying additive 0.8 %Aditivo super fluidificante Degussa / Degussa super fluidising additive 1.2 %Relación a/c / s/c ratio 0.43

HA-80/F/20/IIb (hasta P1 - cubilote) / HA-80/F/20/IIb (up till P1 - bucket)

Cemento Asland I/52.5R / Asland I/52.5R Cement 500 kg/m3

Arena silícea 0/4 (35 %) / 0/4 Silica sand (35 %) 660 kg/m3

Árido silíceo 4/20 (65 %) / 4/20 Silica aggregate (65 %) 1170 kg/m3

Nanosílice Degussa / Degussa Nanosilicon 3.0 %Aditivo super fluidificante Degussa / Degussa super fluidising additive 3.1 %Relación a/c / s/c ratio 0.25

HA-80/F/12/IIb (cinturón de rigidez – bomba) / HA-80/F/12/IIb (stiffness belt - pump)

Cemento Asland I/52.5R / Asland I/52.5R Cement 580 kg/m3

Arena silícea 0/6 (50 %) / 0/6 Silica sand (50 %) 750 kg/m3

Andesita 6/12 (50 %) / 6/12 Andesite (50 %) 800 kg/m3

Microsílice / Microsilicon 5.0 %Nanosílice Degussa / Degussa nanosilicon 1.0 %Premix COMPOSITES (bombeo, control retracción, etc.) / Premix COMPOSITES (pumping, shrinkage control, etc.) 2.1 %Aditivo 1, super fluidificante Degussa / Additive 1, Degussa super fluidising 2.0 %Aditivo 2, super fluidificante Degussa / Additive 2, Degussa super fluidising 0.2 %Relación a/c / s/c ratio 0.27

Tabla 1. Dosificaciones promedio de los hormigones empleados en la construcción de Torre EspacioTable 1. Average proportioning of concrete used in building the Torre Espacio

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To this end, it was decided, during theplanning and refined study phase of theconstruction process to be applied tothe foundation slab, to place a doublesheet of 250µ polyethylene each directlyon the levelled, compacted terrain; thusthe top sheet protected the one in con-tact with the ground and allowed for aclean reinforcing process. A third sheet,locally arranged in the areas with thegreatest deformation expected, as pro-tection for those fulfilling the functionof reducing friction, enabled the workinvolved in assembling and welding theslab’s reinforcement, active trumpetshaped anchor plates, etc., would in noway affect the interface layer.

This friction reducing method waslater backed up by contrast using scaletests carried out on the ground stratumwhere the slab was made and the resultsobtained confirmed its validity.

4.3. Passive reinforcements

The foundation slab was made in twolayers of 2 m each. The first layer hasboth top and bottom reinforcement andthe second only on the top face andskin reinforcement around the perime-

ter. Overall, 1,450,000 kg of B500SDsteel were fitted and the preparationand fitting process was studied in de-tail so as to be the most efficient, rapidand suitable according to structural de-sign requirements.

Dpeding on several factors associated with the foundation reinforcingscheme, specially designed separatorswere used, fulfilling secondary missionsin providing speed and accuracy to theassembly work. These supplementarymissions were those that materialisedthe reinforcement marking out centrelines (assembled items) and notches fora preset joining of the items, amongstothers.

All the bottom layer’s basic reinforce-ment was factory prefabricated andmoduled so that when assembling, thenotches in the shear reinforcement wereready. Added to a quicker post-stressingalternative, this method afforded a re-duction in the time scale for making thewhole slab reducing it from 3 to 2months. Figure 1 shows the basic rein-forcing scheme where the order inwhich the elements making up a modulewere fitted and repeated every 1.5 m inboth directions is shown.

la torre, se planificó el corte de los an-clajes, de modo que las pantallas colin-dantes con el edificio en la alineaciónnorte transmitieran los empujes directa-mente a los forjados. Sin embargo, elproceso de corte de anclajes en las de-más pantallas (este – oeste y norte sincolindancia) se ralentizó hasta el hormi-gonado de las capas de compresión delos forjados del aparcamiento, lo quedeterminó el corte de la mayor parte delos anclajes entre agosto y septiembrede 2005.

4. CIMENTACIÓN

La cimentación del edificio es de tiposuperficial y se ha optado por una losapostensada de 4 m de canto con dimen-siones en planta 42,3x52,3 m, es decir,tiene aproximadamente 5 m más a cadalado este y oeste respecto a la proyec-ción del perímetro de la Torre, y 1 m ha-cia el sur.

4.1. Excavación

La excavación necesaria para la losade cimentación fue de 9350 m3. Una vezalcanzado este nivel, se realizó unacompactación al 98% del Proctor modi-ficado, comprobando la cota mediantenivelación geométrica. Los taludes late-rales se protegieron con polietileno paraevitar su erosión y en la base se dispu-sieron canaletas perimetrales para eva-cuar el agua de lluvia durante la fase deejecución hasta un pozo ubicado en laesquina sur-oeste de la losa.

4.2. Interfase losa-terreno

Para garantizar que las fuerzas depostensado aplicadas a la armadura ac-tiva se transmitieran efectivamente alhormigón, controlando la potencial fi-suración en la losa derivada de las altí-simas cargas que llegan por los pilares ynúcleos, el rozamiento entre el suelo yla losa no podía exceder de 0,5 según laespecificación de proyecto.

A tal fin, durante la fase de planifica-ción y estudio afinado de los procesosconstructivos a aplicar en la losa de ci-mentación, se determinó colocar unadoble lámina de polietileno de 250µ ca-da una directamente sobre el terreno

Figura 1. Esquema básico de armado de la losa de cimentación.Figure 1. Basic reinforcing scheme for the foundation slab.

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compactado y nivelado; de este modo lalámina superior protegía a la que está encontacto con el terreno y permitía unproceso de ferrallado limpio. Una terce-ra lámina, dispuesta localmente en laszonas de mayor deformación prevista,como protección de las que desempeñanla función de reducir el rozamiento, per-mitió que las labores de montaje y sol-dadura de la armadura de la losa, trom-placas de anclajes activos, etc., noafectaran en modo alguno a la capa deinterfase.

Este mecanismo de reducción del ro-zamiento posteriormente fue avaladopor el contraste mediante ensayos a es-cala efectuados sobre el estrato de sueloen el cual se ejecutó la losa, cuyos resul-tados confirmaron su validez.

4.3. Armaduras pasivas

La losa de cimentación se ejecutó en2 tongadas de 2 m cada una. La primeratongada tiene armadura tanto inferiorcomo superior, la segunda sólo en la ca-ra superior y a lo largo del perímetro ar-madura de piel. En total se dispusieron1.450.000 kg de acero B500SD, cuyoproceso de preparación y colocación seestudió detalladamente para que fueselo más eficiente, rápido y adecuadoconforme los requerimientos del pro-yecto estructural.

En función de varios factores asocia-dos al esquema de armado de la cimen-tación, se implementaron separadoresespecialmente diseñados que cumplie-ron misiones secundarias aportando ve-locidad y precisión al montaje. Talesmisiones complementarias fueron las dematerialización de los ejes de replanteode armadura (piezas ensambladas) ymuescas para acople prefijado de laspiezas, entre otras.

Toda la armadura básica de la tongadainferior se prefabricó en taller y se modu-ló de forma que al montarla quedaran lis-tas las esperas de la armadura de cortan-te. Con este método, sumado a unaalternativa de postensado más rápido, seconsiguió una reducción del plazo pre-visto de ejecución de toda la losa de 3 a2 meses. En la figura 1 puede verse el es-quema básico de armado donde se indicael orden de colocación de los elementosque componen un módulo que se repitecada 1.5 m en ambas direcciones.

4.4. Armaduras activas

La armadura activa de la losa de ci-mentación se encuentra en la primeratongada y está constituida por 40 tendo-nes de acero Y1860S7 en cada dirección(figura 2), ubicados en las respectivasfranjas centrales de 24 m de ancho.Cada tendón se compone de 37 cordo-nes de 0.6”, con lo que la cantidad dearmadura activa colocada en la losa esde 161.000 kg con trazado prácticamen-te recto, lo que facilitó considerable-mente el montaje.

El tesado se realizó en varias fasesuna vez terminada la primera tongadade hormigonado (2 m inferiores), traba-jando desde los extremos este-oeste dela losa, y desde el extremo sur en la di-rección ortogonal. Cada tendón se tesó a 7900 kN, de modo que después de laspérdidas se quedaran en los 7400 kN es-pecificados en proyecto. En la figura 3puede verse el estado final en los ancla-jes activos del lado oeste después de laúltima fase de tesado.

4.5. Hormigonado

Con 8730 m3 reales, el hormigonadode la losa de cimentación es el hito deejecución de la Torre que tuvo la mayordemanda de hormigón por día. Se eje-cutó de forma distinta para cada tonga-da. En la primera tongada se implemen-

4.4. Active reinforcements

The foundation slab’s active rein-forcement occurs in the first layer and isformed by 40 Y1860S7 steel tendons ineach direction (figure 2), located in therespective central strips 24 m wide.Each tendon is made up of 37 cords of0.6”, with which the amount of activereinforcement fitted in the slab is161,000 kg with a practically straightroute which considerably helped in as-sembly work.

Tensile stressing was effected in sev-eral phases once the first concretinglayer had been placed (bottom 2 m),working from the east-west ends of theslab and from the south end in the or-thogonal direction. Each tendon wastensile stressed to 7900 kN, so that, af-ter losses, the figure came down to 7400kN as specified in the design. Figure 3shows the final state in the active an-chorages of the west side after the lasttensile stressing phase.

4.5. Concreting

With an actual 8730 m3, the foundationslab’s concreting is the landmark for theTower’s execution, with the highest de-mand for concrete per day. It was per-formed in a different way for each layer.A 7 phase concreting scheme was de-signed in the first layer looking to adaptthe degrees of advance in the passive re-

Figura 2. Tendones de postensado en losa de cimentación de Torre Espacio.Figure 2. Post-stressing tendons in the Torre Espacio foundation slab.

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inforcement to the central strips where itco-existed with the active reinforcement,the possibilities of a daily concrete plantsupply and the conditioning factors ofthe tensile stressing programme as re-gards the concrete’s minimum strengthwhen tensile stressing, all with the pur-pose of achieving the greatest continuityin the execution process and conse-quently bringing the time scale forward.

Each concreting area was delimitedwith metal gratings enabling verticaljoints to be made; thus, no concretingday exceeded 650 m3, except phase 7,which was undertaken on a Saturdayand provided an actual 1205 m3.

The concreting plan for the secondlayer was different, due to the slab’s topreinforcement having to adapt to the geo-metric shape of the central cores andside cores, whose mortise notches, likethose of the pillars, had to be made onthe top level of the first layer. Adjustedagain to the degrees of advance achievedin reinforcing, this conditioning factorled to distribution in different phaseswhere the amounts of concrete varied,according to the area, between an actual450 and 650 m3, except in area 4 where760 m3 were laid in one day’s work.

5. SUPPORTS

Building the Torre Espacio’s supportscalled for different techniques and proce-

dures, depending on the specific charac-teristics they displayed in each case.There are multiple types of reinforcement,ranging from conventional reinforcing inthe pillars that disappear in the groundfloor’s slab floor and those above the 29thfloor, to the double crown reinforcementsin the first 2/3 of the building’s height,and outside crown with metal sectionreaching up to the first floor.

The pillar reinforcement was factoryprefabricated for heights of 5 m to 14 m;the pillars were transported in a singlepiece to the site and erected with a crane.Items of up to 18 m, which were assem-bled (2 parts) before hoisting them up andtaking them to their position, wereerected in the case of those pillarscovering 4 storeys in height (figure 4).

The circular support formwork wasmade using conventional half-moulds;in the case of rectangular supports,phenol panel, metal or timber rib rein-forced formwork was used.

The HA-40 support concrete wasplaced with mobile pumps up to the E3mezzanine and a static pump was used inthe other, initially from the north berm ofthe cut-off walls at the S2 level, and, fi-nally, from the south platform of the GF.The HA-80 pillars were concreted using abucket crane to the first floor, whichmethod was exceptionally used also forsome HA-40 or HA-30 supports in therest of the Tower under special circum-

tó un esquema de hormigonado de 7 fa-ses que buscaba adaptar los grados deavance en el armado pasivo con las fran-jas centrales donde coexistía con la ar-madura activa, las posibilidades de su-ministro diario de la planta de hormigóny los condicionantes del programa detesado en cuanto a la resistencia mínimadel hormigón al momento de tesar, todocon el objeto de tener la mayor continui-dad en el proceso de ejecución y el con-siguiente ahorro en el plazo.

Cada zona de hormigonado se delimi-tó mediante rejillas metálicas que per-miten ejecutar juntas verticales; de estemodo, cada jornada de hormigonado noexcedió los 650 m3, salvo la fase 7, quese llevó a cabo un sábado con 1205 m3

reales.

En la segunda tongada el esquema dehormigonado fue diferente, debido aque la armadura superior de la losa de-bía adaptarse a la forma geométrica delnúcleo central y los laterales, cuyas es-peras, al igual que las de los pilares, de-bían montarse sobre el nivel superior dela primera tongada. Este condicionante,nuevamente ajustado a los grados deavance en el armado, determinó una dis-tribución de fases diferente, donde lascantidades de hormigón, según la zona,oscilaron entre 450 y 650 m3 reales, sal-vo en la zona 4 donde se colocaron 760m3 en una jornada.

5. SOPORTES

La ejecución de los soportes de TorreEspacio requirió la aplicación de dife-rentes técnicas y procedimientos, enfunción de las características concretasque en cada caso se presentaron. Los ti-pos de armado son múltiples, desde ar-mados convencionales en los pilaresque mueren en el forjado de planta bajay los que están por encima de la planta29, hasta los armados de doble coronapresentes en los primeros 2/3 de alturadel edificio, y corona exterior con perfilmetálico que llegan hasta la planta pri-mera.

La armadura de los pilares se prefa-bricó en taller para alturas de 5 m a 14m; éstos fueron transportados en una so-la pieza hasta la obra y montados me-diante grúa. Se montaron piezas de has-ta 18 m, cuyo ensamblaje (2 piezas) serealizaba antes de izarlas y llevarlas a su

Figura 3. Anclajes activos después del tesado en losa de cimentación de Torre Espacio.Figure 3. Active anchorages after tensile stressing in the Torre Espacio foundation slab.

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posición en el caso de los pilares quecubrían 4 plantas de altura (figura 4).

El encofrado de los soportes circula-res se conformó mediante semimoldesmetálicos convencionales; en el caso delos rectangulares se utilizaron encofra-dos de paneles fenólicos reforzados porcostillas metálicas o de madera.

El hormigón de los soportes con HA-40 se colocó con bombas móviles hastala entreplanta E3 y en los demás casosse efectuó con bomba estática, inicial-mente desde la berma norte de las pan-tallas a la altura del S2, y definitiva-mente desde la plataforma sur de la PB.Los pilares con HA-80 se hormigona-ron mediante cubilote-grúa hasta laplanta 1, método que también se empleóexcepcionalmente para algunos sopor-tes de HA-40 o HA-30 del resto de laTorre en circunstancias especiales. Parael hormigonado de los pilares con altu-ras entre 6 y 12 m, se implementaron

tolvas prolongadas con mangueras elás-ticas reforzadas que se iban cambiandoconforme avanzaba el hormigonado. Enlos soportes con altura superior a los 12m, el hormigonado se llevó a cabo conla utilización de un sistema de tolva ytubos tipo tremie de varios tramos.

6. NÚCLEO CENTRAL

El núcleo central marcó desde el ini-cio el ritmo del proceso de ejecuciónconstituyéndose en el elemento críticodel ciclo productivo de la Torre. Fuedurante toda la obra el referente de cre-cimiento de la estructura, pues comopunto de partida de las labores de topo-grafía (altimetría), encofrado y arma-dura en cada nueva planta, determinabala duración de cada unidad de produc-ción del ciclo. La modulación de su ar-mado se estudió detalladamente deacuerdo con los condicionantes de

stances. Hoppers were used with pro-longed reinforced elastic hose pipeswhich were changed as concreting ad-vanced, for concreting the pillars be-tween 6 and 12 m high. Concreting insupports higher than 12 m was performedusing a system formed by a hopper andtremie type pipes of several stretches.

6. CENTRAL CORE

Right from the beginning, the centralcore set the rate for the executionprocess and became the critical elementin the Tower’s production cycle. It wasthe structure’s growth reference duringthe whole work since, as a starting pointof the topography (altimetry) formworkand reinforcement jobs on each newfloor, it determined the duration of eachproduction unit. Its reinforcing modul-ing was studied in detail in accordancewith the transport conditioning factors,the compensation of steel mesh equip-ment and the possibilities of designingself-climbing formwork which would beset up at ground floor level.

Reinforcement was factory pre-fabri-cated, in standard lorry transportablemodules which were assembled so thatthe in situ placed horizontal distribu-tions would finally connect all the ele-ments (figure 5). Thus a minimum ofhorizontal overlaps, optimum perform-ance during erection and a compensat-ed process providing continuity to thereinforcing gangs’ work were obtained.

The connecting beams (lintels) arri-ved at the site in a completely pre-fabri-cated fashion and were taken directly totheir erection place, needing minimumadjustments in their position and beingfinally secured by weld points before theformwork was closed.

The formwork from the S6 basementto S1 was the conventional climbingtype, and the self-climbing erectionwork specially designed to climb togeth-er with the concrete distributor’s struc-ture through which the concrete waspumped to each floor commenced fromthe ground floor..

This item’s HA-80 concrete waspoured with a bucket-crane up to the M1floor level and from there on up to thecrown, the other concrete constitutingsame was placed with the aid of a staticpump.

Figura 4. Montaje de armadura de pilares en entreplanta 2, Torre Espacio.Figure 4. Assembling pillar reinforcement in mezzanine 2, Torre Espacio.

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7. SLAB FLOORS

The Tower’s slab floors are made withHA-30 solid concrete slabs placed bymeans of mobile pumps to the M1 floorand by a static pump to the rest throughthe distributor located in the centralcore. The M2 and 29th storeys slabfloors, with HA-80 concrete, were alsoconcreted by pumping. The slab floorthickness is generally 0.28 m with spansvarying between 7 and 12 m, but onsome floors (mechanical and Sky lobby)or specific areas of floors, the slabs are0.35 m thick.

The slab floor reinforcement has itsmain directions concordant with thebuilding’s diagonals which are orthogo-nal to the cores. This is why such elementsmeetings are facilitated, but become com-

plicated at the façade edges and, in manycases, call for special details to be on-sitedeveloped but always with the active par-ticipation of the designers.

The slab floors rigidly link with thetower’s vertical cores and are materi-alised on site in several forms. On thefirst few floors (up to P1), the low cali-bre reinforcements were directly an-chored by a straight extension into thewalls, which were sufficiently thick toaccept them; in the other cases, the re-inforcements were overlapped withstandard rebar hooks for all slab floorswith the same thickness spaced at vary-ing distances and anchored to eachcore’s walls.

Supplying slab floor reinforcementsand other structural tower elements was

transporte, la compensación de equiposde ferralla y las posibilidades de diseñodel encofrado autotrepante, que se ins-talaría al nivel de planta baja.

La armadura se prefabricó en taller,en módulos transportables mediante ca-miones estándar, que se montaron demodo que los repartos horizontales, co-locados in situ, conectaran finalmentetodos los elementos (figura 5). De estemodo, se obtuvo el mínimo de solapeshorizontales, un rendimiento óptimodurante el montaje y un proceso com-pensado que le daba continuidad a laslabores de los equipos de ferralla.

Las vigas de acople (dinteles) llegarona la obra totalmente prefabricadas, y sellevaron directamente a su emplazamien-to, requiriendo excepcionalmente ajustesmínimos en su posición, y finalmente sefijaban mediante puntos de soldadura,antes del cierre de encofrados.

El encofrado desde el sótano S6 hastael S1 fue del tipo trepa convencional, ya partir de la planta baja se comenzó elmontaje del autotrepante, diseñado es-pecialmente para trepar conjuntamentecon la estructura del distribuidor de hor-migón a través del cual se bombeó elmismo a cada planta.

El hormigón HA-80 de este elementofue vertido con cubilote-grúa hasta elnivel de la planta M1, y en adelante has-ta la coronación, los demás hormigonesconstituyentes del mismo se colocaronmediante bomba estática.

7. FORJADOS

Los forjados de la Torre son losas ma-cizas de hormigón HA-30 colocado me-diante bombas móviles hasta la plantaM1 y por bomba estática en el resto através del distribuidor ubicado en el nú-cleo central. Los forjados de las plantasM2 y 29, con hormigón HA-80, se hor-migonaron también por bombeo. Elcanto de las losas de forjado es, en ge-neral, de 0.28 m con luces que varíanentre 7 y 12 m, pero en algunas plantas(mecánicas y Skylobby) o zonas con-cretas de plantas el canto de las losas esde 0.35 m.

El armado de los forjados tiene susdirecciones principales concordantescon las diagonales del edificio que son

Figura 5. Armadura del núcleo central en sótano 6 de Torre Espacio.Figure 5. Torre espacio’s central core reinforcement in basement 6 .

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ortogonales a los núcleos, razón por lacual se facilitan los encuentros con taleselementos, pero se complica en los bor-des de fachada, requiriendo en muchoscasos detalles especiales desarrolladosen obra, siempre con la activa participa-ción de los proyectistas.

El vínculo de los forjados con los nú-cleos verticales de la torre es rígido, yfue materializado en obra de varias for-mas. En las primeras plantas (hastaP1), las armaduras de calibres bajos seanclaron directamente por prolonga-ción recta en los muros cuyo espesorera lo suficientemente grande para ad-mitirlo; en los demás casos, las arma-duras se solaparon con horquillas es-tandarizadas para todos los forjadosdel mismo canto, dispuestas a espacia-dos variables y ancladas a los muros decada núcleo.

El suministro de la armadura de losforjados, así como el de los demás ele-mentos estructurales de la torre, estuvosujeto permanentemente a las necesida-des impuestas por el ciclo de ejecución.Las unidades de suministro, en el casode los forjados, estaban diferenciadasen cada planta entre horquillas, zunchosy vigas, barcas de armadura básica, cer-cos para punzonamiento estándar y fi-nalmente refuerzos. La armadura depernos de punzonamiento tenía un su-ministro independiente en el que cadalote comprendía varias plantas.

En términos generales, el orden demontaje de la armadura de los forjadosestuvo estructurado según la serie zun-chos y vigas - horquillas - punzona-miento estándar - básica inferior y re-fuerzo - vainas de postensado - básicasuperior y refuerzo - pernos punzona-miento. Los zunchos y vigas se ensam-blaban en un taller dispuesto en obra, entramos parciales o completos según eldiseño de planillas elaborado previa-mente para todos los elementos de cadaplanta, bajo la coordinación del perso-nal técnico de OHL; dicho taller permi-tió un nivel de compensación óptimo enla continuidad de las labores de losequipos de montaje y ferrallado, en elámbito del ciclo constructivo.

8. VIGAS CARGADERO

Las 2 vigas cargadero comprendidasentre las plantas M1 y 1ª, que soportan

los pilares de las fachadas sur (figura 6)y este del edificio, son elementos de unaespecial singularidad en el ámbito de laedificación. Estas vigas de aceroS355J2G3 pesan unos 130.000 kg cadauna, sus dimensiones son de 30 m de luzpor 8 m de canto y tienen sus diagona-les postensadas mediante parejas de ten-dones de 19 y 31 cordones de 0.6” deacero Y1860S7.

La fabricación de todos los elementos(cordones, diagonales, montantes, etc.)se llevó a cabo íntegramente en taller;las técnicas de soldadura empleadasfueron de arco sumergido y de hilo tu-bular con protección gaseosa, confor-mando unidades de montaje a colocarindividualmente en obra con un pesomáximo por pieza de 28.000 kg.

Se efectuó una prueba de montaje enblanco de cada viga en el taller y unavez verificadas las piezas y la geometríaensamblada, se procedió con el envío ala obra de las unidades que la secuenciade montaje indicaba.

El proceso planificado para el monta-je en obra se definió en base a la premi-sa de que finalizado el ensamblaje in si-tu de las vigas, la ejecución de laestructura del edificio se encontrara alnivel de la planta M1, de modo que nose presentara ningún tiempo muerto querompiera la continuidad del frente deproducción de la Torre.

Las piezas se montaron con grúasmóviles desde la planta baja, siguiendola secuencia montante extremo (NE enVC-1, WS en VC-2) - cordón inferior -montantes - diagonales - tendones depostensado - cordón superior. El monta-je de cada elemento se controló topo-gráficamente con estaciones totales quedeterminaban en varios puntos de lapieza su ubicación en relación con lageometría final especificada en los pla-nos del proyecto. Dicho control se pro-longó más allá del montaje, con lecturasde mañana y tarde hasta el hormigona-do de la planta 1.

Finalizado el montaje de las vigas, yuna vez ejecutadas al menos las 10 pri-meras plantas, se procedió con el tesadoparcial de las diagonales exteriores se-gún el plan general de tesado especifi-cado, que determinaba 4 fases distribui-das cada diez plantas aproximadamente,lo cual permitía la colocación de la fa-

permanently subject to the needs as im-posed by the building cycle. In the caseof slab floors, the supply units were dif-ferentiated on each floor betweenhooks, hoops and beams, basic rein-forcement meshes, frames for standardpunching and, finally, reinforcements.The punch bolt reinforcement was sup-plied separately and each batch coveredseveral floors.

In general terms, the order of slabfloor rebar fitting was structured as pera series of hoops and beams - hooks -standard punching - bottom basic andreinforcing - post-stressing sheaths - topbasic and reinforcing - punch bolts. Thehoops and beams were assembled in aworkshop set up on site, in partial o com-plete stretches in accordance with a pre-viously drawn up sketch design for all el-ements on each floor under the personalcoordination of OHL technical staff; thisworkshop enabled an optimum level ofcompensation in the continuity of theerection and reinforcing gangs’ work inthe construction cycle sphere.

8. LOAD BEARING BEAMS

The 2 load bearing beams between theM1 and 1st floors supporting the build-ing’s south and east façade pillars (fig-ure 6) are particularly unique elementsin the building sphere. These S355J2G3steel beams weigh about 130,000 kgeach, their dimensions are 30 m span by8 m thick and their diagonals are post-stressed by pairs of tendons with 19 and31 Y1860S7 0.6” steel cords.

All elements (cords, diagonals, struts,etc.) were completely workshop made;submerged arc and gas shield tubularwire were the welding techniques used,forming erection units to be individual-ly on-site placed with a maximumweight per item of 28,000 kg.

A trial fitting test was workshop per-formed for each beam and once theitems and geometry assembled hadbeen checked, the units which the fit-ting sequence indicated were sent tothe site.

The process as planned for on siteerection was defined, based on thepremise that once the beams had beenin situ assembled, the execution of thebuilding’s structure would be at the M1

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floor level, so that no dead time break-ing the Tower’s production face continu-ity would occur.

Items were erected with mobile cranesfrom the ground floor following a se-quence of end strut (NE on VC-1, WS onVC-2) - bottom chord - struts - diagonals- post-stressing tendons - top chord. Thefitting of each element was topographi-cally controlled with total stations thatdetermined its location, at several pointsof the item, in relation to the final geom-etry specified in the project drawings.This control was extended beyond fitting,with morning and evening readings untilthe first floor’s concreting.

Once the beams had been placed, andat least the first 10 floors had beenbuilt, the outside diagonals were par-tially tensile stressed in accordancewith the general tensile stressing planspecified that laid down 4 phases dis-tributed approximately every ten floorsenabling the façade to be placed with-out tensile stressing derived movementsaffecting it at all.

9. STIFFNESS BELT

The execution of this important com-ponent of the structure was based on thedecision not to strike the central core’s

self-climbing formwork and on the possi-bility of zoning and making a specific cy-cle of the floors involved that would opti-mise the belt’s construction process. Thisdecision involved using mechanical jointsleeves for the belt’s radial cut-off wallreinforcements; variations were also in-troduced in the initial design’s construc-tion details, which not only managed tomake their construction viable, but alsofacilitated their control, and allowed forgreater versatility during fitting. Withthis in mind, execution and fitting draw-ings were made for the M2 and 29thfloors’ reinforcement that contained,amongst other indications, the exact lo-cation of the overlaps which was neces-sary in view of the density of the activeand passive reinforcement linked to thatcorresponding to the radial and perime-ter cut-off walls. Detailed marking outdrawings were also prepared in the sameway for the sleeves that were left housedin the central core’s walls, as well astheir specifications referring to the typeof join to be made, whether standard orspecial, the securing of which was as-sured by a central reverse thread piece.

The stiffness belt’s execution phaseswere performed according to the seriesof PM2 slab floor - central core - radialand perimeter cut-off wall reinforcing -XY pillars - phase 1 north cut-off wallsconcreting - phase 1 south cut-off wallsand phase 2 north concreting - phase 2

chada sin que los movimientos deriva-dos del tesado le afectaran en modo al-guno.

9. CINTURÓN DE RIGIDEZ

La ejecución de este importantecomponente de la estructura se basó enla determinación de no desmontar elencofrado autotrepante del núcleo cen-tral y en la posibilidad de zonificar yhacer un ciclo específico de las plantasimplicadas que optimizara el procesoconstructivo del cinturón. Esta decisiónimplicó la implementación de mangui-tos de empalme mecánico para las ar-maduras de las pantallas radiales delcinturón; además, se introdujeron va-riaciones en los detalles constructivosdel proyecto inicial, que no sólo consi-guieron hacer viable su construcción,sino que también facilitaron su controly permitieron mayor versatilidad du-rante el montaje. Con dicho fin, se rea-lizaron planos de elaboración y monta-je de la armadura de las plantas M2 y29 que contenían, entre otras indicacio-nes, la ubicación exacta de los solapes,lo que resultaba necesario dada la altadensidad de armadura pasiva y activaligada a la que correspondía a las pan-tallas radiales y perimetrales. Del mis-mo modo, se prepararon planos detalla-dos de replanteo de los manguitos quese dejaron alojados en los muros delnúcleo central, así como las especifica-ciones de los mismos, referentes al tipode empalme a efectuar, fuese del tipoestándar o especial, cuya fijación eraasegurada por una pieza central de ros-cas invertidas.

Las fases de ejecución del cinturón derigidez se desarrollaron básicamente se-gún la serie forjado PM2 - núcleo cen-tral - ferrallado de pantallas radiales yperimetrales - pilares XY - hormigona-do fase 1 pantallas norte - hormigonadofase 1 pantallas sur y fase 2 norte - hor-migonado fase 2 pantallas sur - hormi-gonado pantallas radiales interiores fa-ses 1 y 2 - forjado P29.

10. CICLO CONSTRUCTIVO

En términos generales, el objetivoque pretende todo ciclo de producciónes el de obtener la mayor reducción delplazo, manteniendo un alto estándar de

Figura 6. Viga cargadero 2 (fachada sur) de Torre Espacio.Figure 6. Torre Espacio’s load bearing beam 2 (south façade).

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calidad al menor coste posible. Dichaconsideración gobernó el diseño de losvarios ciclos establecidos durante la eje-cución de la Torre.

En el caso de Torre Espacio, el ciclo1 comenzó a establecerse desde la eje-cución de la 2ª tongada de la losa de ci-mentación, y como en todos los demás,su frente avanzaba por el núcleo cen-tral, donde se concentraba la mayorcantidad de trabajo; éste hizo parte dela zona central del ciclo, que ademástenía 2 subzonas que incluían los nú-cleos laterales de menor entidad.Cuando la zona central se desarrollabaen la planta n+1, en la planta n se veníahormigonando desde la subzona norte1 y ferrallando la zona sur en sentidoantihorario. Este ciclo que inicialmenteproducía 1500 m2 de planta cada 9 díaslaborables, se desarrolló al principiocon encofrados trepantes conformadospor consolas estándar hasta la entre-planta E3 en el núcleo central y la plan-ta 1 en los laterales, niveles en los quecomenzaron a funcionar respectiva-mente los encofrados autotrepantes, loque además de otros aspectos, influyóen que el plazo de ejecución de las pri-meras plantas sobre rasante se redujeraa 7 días laborables.

Los ciclos posteriores, a partir del se-gundo, establecieron un ritmo de pro-ducción que comenzó con una duraciónde 7 días y llegó a ser de 4,5 días (ciclo3) para 1200 m2 de planta ejecutada. És-tos se desarrollaron avanzando por elnúcleo central a la planta n+1 con unafranja de forjado NW-SE, que mientrasprogresaba hasta el hormigonado (faseindicada en la figura 7), concentraba laslabores de ferrallado en la zona norte yde encofrado en la zona sur, al día si-guiente del hormigonado de esta zonaen la planta n.

11. GRÚAS

El inicio de la obra requirió la imple-mentación de 4 grúas móviles que seemplearon originalmente para el monta-je de la armadura de la losa de cimenta-ción. Más tarde se usaron de maneracontinuada en menor número, para elmovimiento y colocación de acero y en-cofrados en las plantas de sótanos,mientras avanzaba la instalación de las2 grúas fijas con las que se desarrollaríala construcción de la Torre.

Durante la ejecución de la segundatongada de la losa de cimentación, secolocaron los anclajes de fuste de las 2grúas torre; estas grúas se instalaroncon la misión esencial de elevar y tras-ladar acero y encofrados a las plantas detrabajo, así como los diversos materia-les y medios auxiliares asociados a laejecución de la estructura que no podí-an elevarse en los montacargas. Duranteel hormigonado de los elementos conHA-80 hasta el nivel de la planta 1, seemplearon para transportar cubiloteshasta los lugares de vertido, y excepcio-nalmente, se utilizaron con el mismo finen circunstancias especiales del des-arrollo posterior de la obra.

Las grúas se ubicaron en las esquinasNE y SW, muy cercanas a las escalerasde evacuación, separadas 3,5 m, (ejefuste) de cada fachada. Se dispusieronen configuración de 50 m de pluma, loque permitía una carga en punta de 54kN y carga máxima de 120 kN hasta los25 m, con velocidades de elevación queoscilaban entre 30 y 140 m/min. Encuanto la altura de las grúas superó los150m. de altura, su capacidad de cargase redujo en 12 kN, debido al mayor pe-so de los cables instalados, necesariospara alcanzar los 257 m. (altura máximabajo gancho).

La implantación inicial de las grúasse realizó sin arriostramientos con unaaltura bajo gancho de 60 m; posterior-mente, conforme fue avanzando laobra, las grúas fueron incrementandosu altura de manera autónoma, en tre-

south cut-off walls concreting - phases 1and 2 radial and interior cut-off wallsconcreting - P29 slab floor.

10. CONSTRUCTION CYCLE

In general terms, the aim pursued byany production cycle is to obtain thegreatest reduction in time whilst main-taining a high standard of quality at theleast possible cost. This considerationruled over the design of the several cy-cles established during the Tower’s exe-cution.

In the case of Torre Espacio, cycle 1commenced from the execution of the2nd foundation slab layer, and, as in allthe rest, its face advanced through thecentral core, where the greatest amountof work was concentrated; this madepart of the cycle’s central area, whichalso had 2 sub areas that included thesmaller side cores. When the centralarea was developed on the n+1 floor,concreting was being carried out on thenth floor from the 1st north sub area andreinforcing the south area in an anti-clockwise direction. This cycle, whichinitially produced 1500 m2 of storeyevery 9 working days, was carried outat the beginning with climbing form-work using standard console bracketsup to mezzanine E3 in the central coreand the 1st floor in the side cores, onwhich levels the self-climbing formworkrespectively commenced to work. Apartfrom other aspects, this influenced the

Figura 7. Fase hormigonado zona central, ciclo 2 Torre Espacio.Figure 7. Central area’s concreting phase, cycle 2 Torre Espacio.

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execution term for the first few floorsabove ground level being reduced to 7working days.

The subsequent cycles as from thesecond set a production rate that com-menced with a 7 day duration and cameto be 4.5 days (cycle 3) for 1200 m2 ofstorey executed. The latter were carriedout advancing through the central coreto the n+1 floor with a NW-SE strip ofslab floor which, whilst progressing upto concreting (phase shown in figure 7),concentrated the reinforcing work in thenorth area and formworking in thesouth area, the day following the con-creting of this area on the nth floor

11. CRANES

The commencement of the workcalled for 4 mobile cranes which wereoriginally used for fitting the foundationslab’s reinforcement. Less were laterused continuously for moving and plac-ing steel and formwork in the basementstoreys, whilst the installation of 2 fixedcranes with which the Tower would bebuilt progressed.

The shank anchorages of the 2 towercranes were fitted during the executionof the 2nd layer of the foundation slab’ssecond layer; these cranes were set upwith the essential purpose of lifting andtransferring steel and formwork to thefloors where work was progressing, aswell as the various materials and auxil-iary equipment associated to the struc-ture’s execution that could not be takenup in goods lifts. They were used to car-ry buckets during the concreting of ele-ments with HA-80 up to the 1st floorlevel to the pouring sites and, as an ex-ception, were used with the same pur-pose under special circumstances in thelater performance of the work.

The cranes were sited at the NE andSW corners, very close to the emergencystaircases, 3.5 m, (shank centre line)from each façade. They were arrangedin a configuration of 50 m of jib, whichallowed for a tip load of 54 kN and max-imum load of 120 kN up to 25 m, withlifting rates ranging between 30 and140 m/min. As soon as the height of the

cranes exceeded 150m, their load ca-pacity was reduced by 12 kN, due to thegreater weight of the cables which wererequired to reach 257 m (maximum un-der hook height).

The cranes were initially set up withno stays and a height under hook of 60m; as work progressed, they then in-creased their height on their own, inlifts which were always programmed atthe weekend, with the aim of not affect-ing the work during the working dayswhich most affected the cycle.

The cranes were stayed directly to theedge of the slab floor slabs beginningwith the first placed 45 m away andthen every 6 or 7 storeys (24 - 28 m).The anchorages were formed by meansof telescopic diagonals made with tubu-lar sections joined to the plates withhigh strength bolts and the anchorageplates were secured to the slab floorswith confined threaded bars embeddedin the slabs’ concrete.

12. CONTROL

Many trial and control tests were car-ried out during the Tower structure’s ex-ecution. Amongst others, slab-groundfriction tests were performed, the con-crete’s temperature evolution was mon-itored, tensile stressing deformationswere measured, a topographical erec-tion control was made and load bearingbeams were time monitored before andafter tensile stressing phases, differen-tial shortening between pillars andcores, time evolution of sags in slabfloors, specific ripping out tests werecarried out for bars anchored withgrout and resin, tests on sleeves for me-chanical joints, etc.

REFERENCES

[1] Bruguera Masana, J., “TorreEspacio. Building structure”, Hormigóny acero, nº 249, July-September, 2008.

[2] Martínez Calzón, J., GómezNavarro, M., “La estructura del edificioTorre Espacio en Madrid”, Hormigón yacero, nº 249, July-September, 2008.

padas que se programaron siempre losfines de semana, con el objeto de noafectar al desarrollo de la obra durantelos días laborables que más incidían enel ciclo.

Los arriostramientos de las grúas seefectuaron directamente al canto de laslosas de forjado, comenzando con elprimero, que se colocó a 45 m, y luegocada 6 o 7 plantas (24 - 28 m). Los an-clajes se conformaron mediante diago-nales telescópicas hechas con perfilestubulares, unidos a las placas con bulo-nes de alta resistencia, y las placas deanclaje se fijaron a los forjados con ba-rras roscadas confinadas, embebidas enel hormigón de las losas.

12. CONTROL

Durante la ejecución de la estructurade la Torre, se efectuaron múltiples en-sayos de prueba y control. Entre otros,se realizaron para la losa de cimenta-ción pruebas de rozamiento losa-terre-no, se controló la evolución de la tem-peratura del hormigón y se midieron lasdeformaciones por tesado, se hizo uncontrol topográfico de montaje y segui-miento en el tiempo de las vigas carga-dero, antes y después de las fases de te-sado; se controlaron topográficamentelos asentamientos de la Torre, acorta-mientos diferenciales entre pilares y nú-cleos, evolución en el tiempo de las fle-chas en los forjados, se efectuaronensayos específicos de arrancamientopara barras ancladas con grout y resina,pruebas sobre manguitos para empal-mes mecánicos, etc.

REFERENCIASBIBLIOGRÁFICAS

[1] Bruguera Masana, J., “Torre Es-pacio. La estructura del edifico”, Hor-migón y acero, nº 249, Julio-Septiembre2008.

[2] Martínez Calzón, J., GómezNavarro, M., “La estructura del edificioTorre Espacio en Madrid”, Hormigón yacero, nº 249, Julio-Septiembre 2008.

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1

I I I CONGRESO DE ACHE DE PUENTES Y ESTRUCTURAS

LAS ESTRUCTURAS DEL SIGLO XXI Sostenibilidad, innovación y retos del futuro

Realizaciones

ESTRUCTURA DEL EDIFICIO DE GRAN ALTURA

TORRE ESPACIO EN LA CASTELLANA DE MADRID

Miguel GÓMEZ NAVARRO 1, Julio MARTÍNEZ CALZÓN 2 1 Dr. Ingeniero de Caminos, MC-2 Estudio de ingeniería

2 Dr. Ingeniero de Caminos, MC-2 Estudio de ingeniería

Realizaciones

2

RESUMEN

El edificio Torre Espacio forma parte del conjunto de cuatro edificios de altura

que se están construyendo en los terrenos de la antigua Ciudad Deportiva del

Real Madrid en el Paseo de la Castellana de Madrid. Con alturas comprendidas

entre 220 y 250 m, estos edificios serán lo más altos de España. El artículo

presenta los aspectos fundamentales del proyecto de la estructura, dejando

para otra ponencia los aspectos más específicos de la ejecución de la misma.

La estructura, tanto horizontal como vertical, se ha diseñado fundamentalmente

en hormigón armado, incluyendo elementos de alta resistencia y pretensados.

En el proyecto ha sido necesario prestar una especial atención a la interacción

hiperestática de los diferentes sistemas estructurales, a la sistematización de

las soluciones, a la facilidad de los procesos constructivos y la deformabilidad

frente a las solicitaciones de viento.

PALABRAS CLAVE

Rascacielos, edificios de altura, cimentación pretensada, hormigón bombeado,

losas macizas.

1. CONSIDERACIONES GENERALES

El presente artículo se refiere al proyecto de la estructura resistente del Edificio

Torre Espacio, consistente en una gran torre de 45 plantas sobre rasante, a

construir en Madrid en la prolongación de la Avenida de la Castellana siguiendo

el Proyecto de Arquitectura desarrollado por el equipo PEI, COBB, FREED &

PARTNERS de Nueva York y promocionado por la Empresa Inmobiliaria Torre

Espacio del Grupo Inmobiliaria Espacio (Grupo Villar Mir).

Dicho Proyecto de Arquitectura, ganador de un concurso internacional

convocado por el grupo promotor, definió inicialmente una solución formal y

arquitectónica relativamente precisa, e incluía una disposición estructural

suficientemente clara para poder establecer, con cierto ajuste, los criterios de

interacción funcionales y resistentes que permitieran iniciar un planteamiento

estructural más riguroso, que no se enfrentara a las propuestas arquitectónicas

y funcionales del edificio.

Estructura del edificio Torre Espacio en Madrid

3

Por otra parte, la empresa propietaria y promotora del edificio, que cuenta entre

sus miembros con empresas de construcción y auxiliares capaces de llevar a

cabo la ejecución de la estructura y de otras partes de la Torre (OHL),

estableció unos condicionantes de partida que, sin ser absolutos, determinan

una serie de decisiones influyentes en el desarrollo del proyecto estructural y

de su proceso constructivo. Básicamente, estos condicionantes eran los

siguientes:

• Utilización como material estructural base el hormigón armado en sus

diferentes opciones: de alta resistencia o normal, según las necesidades

de cada elemento del conjunto.

• Un proceso constructivo de la máxima eficacia y rapidez, con preferencia

a sistemas más lentos y tradicionales de la edificación normal.

Junto a estos condicionantes el proyecto consideró también ciertos aspectos de

índole variada relativos a categorías accidentales muy diversas:

• Lugar y situación de la obra en un enclave urbano de gran incidencia y

notoriedad;

• Cualidad e imagen del edificio en relación a la ciudad y el prestigio de sus

promotores;

• Relaciones complejas con el entorno, en cuanto a conexiones y procesos

de su realización en el ámbito urbanístico y en la propia vinculación de la

Torre con el complejo de aparcamientos al que se anexa y liga;

Y también a categorías de carácter relativamente obligado como pueden ser:

• Limitaciones deformativo-resistentes, normativamente no muy precisas

para los edificios de altura, pero sí relativamente vinculadas a una

literatura técnica especializada que señala circunstancias adecuadas a

considerar;

• Circunstancias relativas a la interacción con la funcionalidad del edificio

(instalaciones y acabados, especialmente en sus aspectos de fachadas y

pavimentos) así como la interacción con el terreno y las condiciones de

cimentación.

Realizaciones

4

Los datos fundamentales que resumen la geometría del edificio son los

siguientes:

• 219,15 m de altura sobre rasante (56 plantas de altura tipo 4m)

• 18,40 m bajo rasante (6 sótanos)

• 75250 m2 sobre rasante

• 45000 m2 bajo rasante

• Parcela: 75x100 m

La geometría del mismo es fuertemente variable, partiendo de una forma

cuadrada en la base que se convierte gradualmente en la planta en forma de

almendra de la planta superior (Figura 1). Esta variación se lleva a cabo

gradualmente dando lugar a dos fachadas curvas con sus correspondientes

soportes y otras dos rectas. En ambos casos los soportes van desapareciendo

al subir en altura, manteniéndose únicamente los soportes de la almendra

central en la zona alta del edificio.

Figura 1. Variación de la geometría de los forjados en las diferentes zonas de la torre

2. SISTEMAS ESTRUCTURALES

Tal y como hemos indicado, la estructura se ha proyectado con el criterio

combinado de la máxima sencillez constructiva y el empleo intensivo de


5

hormigón armado. Los sistemas estructurales fundamentales utilizados en el

proyecto son los siguientes:

• Soportes: Hormigón armado de resistencias alta y convencional (H-30 a

H-70), combinados con elementos metálicos según zonas

• Núcleos: Pantallas de hormigón armado de resistencias alta y

convencional (H-30 a H-70)

• Forjados: Losas macizas de hormigón armado

• Cimentación: Losa maciza de hormigón pretensado

• Otros elementos singulares:

- Vigas cargadero en celosía mixta pretensada

- Cinturón de rigidez: entramado espacial de losas y pantallas de

hormigón pretensado

3. ESTRUCTURA RESISTENTE DEL EDIFICIO FRENTE A ACCIONES HORIZONTALES

La resistencia y deformabilidad apropiadas frente a acciones horizontales

queda asegurada por un conjunto de elementos estructurales

convenientemente conectados:

• El núcleo central y los núcleos laterales

• El cinturón de rigidez

• Los pilares conectados al núcleo a través de los forjados rígidos

El núcleo central recorre el edificio en toda su altura y es el principal

contribuyente a la estabilidad horizontal del conjunto. Por él discurren los

sistemas de comunicación vertical y las instalaciones del edificio y su forma

rectangular le confiere una rigidez considerable. Este elemento crucial se

materializa mediante una estructura de pantallas de hormigón armado de

espesores variables entre 0.40 y 1.50 m perforadas para permitir el paso de

personas e instalaciones.

Realizaciones

6

Respuesta global Núcleos Cinturón de rigidez Forjados rígidos

+ +=

= + +

viento

Figura 2. Combinación de elementos estructurales frente a las solicitaciones

horizontales

Tanto el núcleo central como los laterales se han proyectado en hormigón H-70

para poder hacer frente a los elevados esfuerzos de flexocompresión a los que

se enfrentan.

Como muestra la Figura 2, la elevada rigidez de los forjados de la torre permite

poner en juego la contribución de los soportes del edificio en el mecanismo

frente a acciones horizontales. Los pilares radiales, más rígidos y próximos al

núcleo, disminuyen considerablemente la flexibilidad horizontal de la torre. La

contribución del resto de los pilares, aunque es significativa, se ve afectada por

sus menores dimensiones y la interrupción y la falta de conexión de algunos de

ellos con el núcleo central en la parte baja del edificio.

Completa el mecanismo de resistencia frente a acciones horizontales el

cinturón de rigidez que está situado a dos tercios de altura del edificio. El

sistema estructural propuesto para este elemento está muy afectado por la

complejidad funcional de la zona del edificio en la que se ubica, plagada de

equipos de instalaciones y sus correspondientes conductos de conexión.

El cinturón de rigidez conecta cinco pilares de cada fachada con el núcleo

central para asegurar el trabajo solidario de estos elementos. Para asegurar

esta conexión se ha creado un sistema de vigas cuyas cabezas son los

forjados de las plantas M2 y 29, y cuyas almas son los siguientes grupos de

pantallas (ver Figura 3):


7

• dos pantallas perimetrales para las vigas que unen los cinco pilares de

cada fachada entre sí

• dos series de cuatro pantallas que unen cada una de estas vigas con el

núcleo central; estas pantallas son paralelas a los lados largos del núcleo

y dos de ellas están en prolongación de estos.

Figura 3. Pantallas radiales y perimetrales del cinturón de rigidez

Las pantallas perimetrales tienen espesor de 600 mm y las radiales

de 800 mm. Tanto pantallas como forjados se realizan en hormigón HA-70 para

resistir las elevadas compresiones que aparecen. El espesor de los forjados se

aumenta respecto al de los forjados tipo hasta alcanzar los 380 mm para, por

un lado, aumentar su resistencia a compresión, y por otro, facilitar la colocación

de las diferentes capas de potentes armaduras y cables de pretensado

necesarias.

Las tracciones que aparecen en las cabezas superiores sitas en el forjado de la

planta 29 tanto de las vigas perimetrales como de las radiales hacen

indispensable la inclusión de cables de pretensado. Formados por cables de 12

cordones de 0,6”, este pretensado presenta trazados sinuosos para adaptarse

a la compleja disposición de huecos y soportes que se interponen en su camino

(Figura 4).

4. ESTRUCTURA RESISTENTE DEL EDIFICIO FRENTE A ACCIONES VERTICALES

El sistema escogido para los forjados es el de losas macizas de hormigón

armado. Ello se debe a varias razones:

Realizaciones

8

• Su idoneidad para crujías no moderadas (entre 7 y 12m) y con

geometrías complejas en planta (ver Figura 1).

• La facilidad de su construcción en altura mediante el bombeo de

hormigón y el empleo de mesas de encofrado.

Figura 4. Disposición de cables de pretensado en el forjado superior del cinturón de

rigidez (izda.); esfuerzos de tracción en las direcciones principales (dcha.)

En aras a sistematizar la construcción se han limitado los valores del canto del

forjado a dos: 0.28 m para las plantas normales y 0.35 m para aquellas con

cargas y geometrías excepcionales.

Para poder sistematizar el dimensionamiento de los forjados teniendo en

cuenta que todos ellos son diferentes, se utilizó un sistema de armado semi-

automático desarrollado por MC-2. Este sistema, apoyándose en un programa

de elementos finitos comercial, permite obtener de un modo automático, mapas

de armado en función de los refuerzos definidos por el usuario y que tienen en

cuneta la composición de esfuerzos de flexión y torsión (Figura 5). De este

modo se simplifican altamente las tareas de desarrollo de planos y se aligeran

los procesos de revisión y adaptación frente a modificaciones de geometría.

Este sistema permite también tener en cuenta, entre otros aspectos, la

presencia de vigas y huecos de cualquier tipo, el trabajo en su plano y los

efectos del pretensado.


9

Modelización Obtención de esfuerzos Patrones de armado

Figura 5. Esquema de uso del procedimiento semi-automático de dimensionamiento de

forjados

El conjunto de pilares radiales situados entre el núcleo y los pilares de fachada

recibe la mayor parte de las acciones verticales del edificio. El uso de HA-70 en

estos soportes se ha limitado a la parte baja del edificio, utilizándose en la zona

central HA-40 y HA-30 en la zona alta del edificio (Figura 6).

SOPORTES BAJO RASANTE

• H-70

• Diámetro: 1200 mm

• As ≈ 3,5 %

SOPORTES ZONA BAJA

• H-70

• Diámetro: 1050 mm

• As ≈ 4 %

• HEM 500 + 2x390x50

SOPORTES ZONAS MEDIA Y ALTA

• H-40 ó H-30

• Diámetro: 600-1000 mm

• As ≈ entre 2 y 5 %

Figura 6. Características fundamentales de los soportes según zonas del edificio

Realizaciones

10

Para poder adaptarse a las estrictas limitaciones impuestas por la arquitectura

en la zona de accesos a la torre, fue preciso completar el uso de HA-70 con

otros mecanismos:

• Cuantías elevadas de armadura que incluyen barras de diámetro 32 mm

en doble corona

• Perfiles metálicos embebidos reforzados, en ocasiones, con chapas

Entre las plantas baja y M1, los pilares de las fachadas sur y oeste se

interrumpen para mejorar el acceso al edificio y su aspecto exterior. Para apear

estos pilares es preciso disponer dos vigas cargadero de 8 m de canto

comprendidas entre el forjado de la planta M1 y el de la planta 1. Estas vigas

son celosías metálicas solidarias a los forjados de hormigón indicados y tienen,

además, pretensado en algunas de sus diagonales (Figura 7). Este pretensado,

además de contribuir a la resistencia de las celosías, contribuye

significativamente a reducir su deformabilidad, que es el criterio más limitativo

de su dimensionamiento. El pretensado se aplica por fases durante la

construcción, para asegurar que en ningún caso se superan los límites de

flechas admisibles por los paneles del muro cortina.

Vigas cargadero en vestíbulos: celosías mixtas pretensadas,

L ≈ 28 m, h ≈ 8 m

Cordón inferior Cordón superior

Figura 7. Vigas cargadero en los accesos del edificio

La desigual distribución de tensiones permanentes entre núcleos y pilares, así

como las diferencias relativas de rigideces entre pilares continuos y los que

apean en las vigas cargadero, da lugar a descensos diferenciales de los


11

diferentes puntos de los forjados que se deben mantener por debajo de valores

que no afecten a la funcionalidad del edificio ni reduzcan la capacidad

resistente de los forjados. Se ha llevado a cabo un estudio evolutivo detallado

que recoge la secuencia de construcción de la estructura y que permite evaluar

las flechas diferenciales que aparecen entre el núcleo central y las diferentes

familias de pilares. El análisis de la evolución de estas deformaciones a lo largo

del tiempo ha permitido definir las contraflechas de ejecución con las que es

preciso ejecutar los forjados (Figura 8).

contraflecha máximaconstrucción apeada

Figura 8. Variación a lo largo del tiempo y de la altura de la torre de las flechas

diferenciales entre el núcleo central y los soportes radiales

5. CIMENTACIÓN

La cimentación de la torre se resuelve mediante una gran losa de 4 m de canto

cuyas dimensiones en planta son ligeramente mayores que la huella de la torre

para no superar la tensión media admisible definida por el estudio geotécnico

(7 kg/cm2). Como las cargas actúan en la losa de modo muy concentrado en

las bases de los núcleos y algunos pilares radiales, es preciso asegurar que se

produce una transferencia que uniformice las presiones actuantes en el terreno.

Para ello, la losa está fuertemente armada mediante una combinación de

armadura convencional y pretensado que resiste las flexiones en ambas

direcciones. Además ha sido preciso disponer armadura de cortante formada

por grupos de barras verticales situados en una retícula de 1,5 x 1,5 m

convenientemente ancladas en las parrillas de armadura superiores e

inferiores.

Realizaciones

12

6. CONCLUSIONES

• Existe una fuerte hiperestaticidad en el reparto de cargas verticales:

núcleos, soportes, cinturón, vigas cargadero

• La rigidez de los forjados de hormigón permite incorporar a los soportes

en el mecanismo de resistencia frente a acciones horizontales

• Es preciso analizar con detalle el comportamiento diferido diferencial

entre elementos portantes verticales (soportes y núcleos)

• La interrelación acusada que se da entre la arquitectura, la estructura y

las instalaciones otorga a la gestión de proyecto un papel crucial

• Es indispensable analizar en detalle los procesos constructivos y los

medios auxiliares previstos por la constructora

• Las herramientas de cálculo deben ser potentes para enfrentarse al

complejo comportamiento de una estructura de esta envergadura y

flexibles para adaptarse a la variabilidad de la misma a lo largo del

desarrollo de los proyectos de arquitectura e instalaciones

7. INTERVINIENTES EN EL PROYECTO

• Dirección: Torre Espacio, S.A. (Jaime Teulón Lara)

• Arquitectura: Pei, Cobb, Freed & Partners, Nueva York (José Bruguera)

• Ingeniería de viento: Boundary Layer Wind Tunnel Laboratory, London,

Ontario, Canada (Prof. Nick Isyumov)

• Peer Review: Leslie E. Robertson Associates, Nueva York

El proyecto de estructura fue desarrollado por MC-2 Estudio de Ingeniería que

tiene a su cargo también la Asistencia Técnica a la Dirección de Obra. El

equipo de proyecto estuvo formado, bajo la dirección de los autores del

artículo, por los siguientes Ingenieros de Caminos: Belén Ballesteros

Molpeceres, Carlos Castañon Jiménez, María Corral Escribano, Miguel

Fernández Ruiz, Ginés Ladrón de Guevara, Álvaro Serrano Corral, Tomás Ripa

Alonso y Arturo Castellano Ortuño.

1

I I I CONGRESO DE ACHE DE PUENTES Y ESTRUCTURAS

LAS ESTRUCTURAS DEL SIGLO XXI Sostenibilidad, innovación y retos del futuro

Realizaciones

ESTRUCTURA DEL EDIFICIO TORRE ESPACIO

EJECUCIÓN DEL PROYECTO CONSTRUCTIVO

Julio MARTÍNEZ CALZÓN 1, Miguel GÓMEZ NAVARRO 2

Belén BALLESTEROS MOLPECERES 3 1 Prof. Dr. Ingeniero de Caminos. MC2 Estudio de Ingeniería

2 Dr. Ingeniero de Caminos. MC2 Estudio de Ingeniería

3 Ingeniero de Caminos. MC2 Estudio de Ingeniería

Realizaciones

2

RESUMEN

El edificio Torre Espacio forma parte del conjunto de cuatro edificios de altura

que se están construyendo en los terrenos de la antigua Ciudad Deportiva del

Real Madrid en el Paseo de la Castellana de Madrid. Con alturas comprendidas

entre 220 y 250 m, estos edificios serán lo más altos de España. El artículo

presenta los aspectos fundamentales de la ejecución de la estructura, dejando

para otra ponencia los aspectos más específicos del proyecto de la misma.

Siguiendo la evolución de la obra, se van a analizar los aspectos constructivos

de interés

PALABRAS CLAVE

Hormigón de Alta Resistencia, construcción, cimentación, pretensado,

instrumentación.

1. INTRODUCCIÓN

Para favorecer la ejecución de la obra y la calidad final de la misma es

aconsejable realizar un análisis previo de los procesos constructivos

elementales, los que, sin duda, conduce a la utilización intensa de sistemas

constructivos industrializados basados en la prefabricación de la armadura, en

la optimización de las tareas básicas de la ejecución y el diseño de detalles

constructivos, consiguiendo así una importante mejora en los plazos y

optimización de recursos empleados.

Por otra parte, es necesario amoldarse a los medios reales disponibles, tanto

materiales como humanos, que intervienen en la ejecución de una obra. En

particular, en el Edificio Torre Espacio se emplea Hormigón de Alta Resistencia

(HAR), y ha sido necesario combinar adecuadamente todos los factores

implicados para llegar al diseño final del mismo. Fundamentalmente ha sido

necesario interrelacionar entre si, la caracterización de los materiales

disponibles en la central de hormigón, los medios de los que dispone la misma

para la fabricación, y las condiciones de transporte a obra.

Por último, es necesario un estudio profundo del proyecto para conseguir una

obra de calidad adecuada. Solo con el conocimiento de cuáles son los

Torre Espacio. Ejecución del Proyecto Constructivo

3

elementos estructurales fundamentales y las interacciones entre ellos, se

puede realizar una ejecución adecuada y un control eficaz de la misma. Por

otro lado, para que una campaña de mediciones en obra sea efectiva, se debe

conocer con claridad qué datos se pretenden conseguir con ella, y qué factores

pueden distorsionar e invalidar los métodos utilizados. El análisis y

comparación de la información, extraída de los controles realizados, con las

hipótesis consideradas en el proyecto, determinan las pautas de actuación.

2. LOSA DE CIMENTACIÓN

2.1 Prefabricación de la armadura

La cimentación del Edificio Torre Espacio consiste en una gran losa de

cimentación, de dimensiones 52x43m y 4m de canto, y hormigonada en dos

tongadas de 2m cada una. La losa está pretensada en dos direcciones

ortogonales.

En la línea de optimización indicada en la introducción, dadas las importantes

dimensiones del elemento estructural y la gran concentración de armado en

algunas zonas, la prefabricación de la armadura permitió afinar la ejecución de

los detalles y problemas ya previstos en el proyecto (figura 1.a), minimizando

las incidencias del montaje. En la prefabricación de la armadura en el parque

de armado previo al montaje real (figura 1.b), se demostró la relevancia de

determinados aspectos y se optimizó el montaje :

• Radios de doblado adecuados que evitan incidencias en el montaje.

• Tamaño real de las barras incluida la corrugada

• Separadores capaces de soportar el peso de gran cantidad de armadura.

• Utilización de la armadura estructural también como armadura de

montaje.

Realizaciones

4

Figura 1.a (izda) Prefabricación de la armadura en el parque de armado previo al

montaje; 1.b (dcha) Montaje real de la armadura prefabricada de la primera tongada de la

losa de cimentación

Estos aspectos no solo suponen un ahorro en lo que se refiere a los plazos,

sino en la facilidad y limpieza de la ejecución. Igualmente se resuelve de una

manera muy cómoda el cruce entre la armadura pasiva de cortante y los cables

de pretensado (figura 2).

Figura 2. Coexistencia de armadura activa y armadura pasiva en la primera tongada de la

losa de cimentación

Un punto conflictivo de la construcción de la losa de cimentación fue la

configuración manual, dentro de la primera tongada y muy cerca del muro

pantalla que la delimita, del anclaje pasivo de los 40 cables de 37 unidades


5

de 0.6’’ cada uno (figura 3). Como alternativa, parece razonable utilizar, en

casos de tal densidad de armadura pasiva, anclajes pasivos de tipo compacto,

o un anclaje activo utilizado como pasivo, opciones estas que simplifican

grandemente le ejecución.

Figura 3. Anclaje pasivo de un cable de pretensado de la losa de cimentación

2.2 Control térmico

Tal y como estaba previsto en el proyecto, desde el comienzo de las labores de

hormigonado de la losa de cimentación, se controló la evolución de la

temperatura en el espesor de cada una de las dos tongadas a través de

termopares.

Los valores obtenidos se contrastaron con los resultados del estudio térmico

realizado en el proyecto, observándose que se mantenían en los límites

definidos en el mismo, un gradiente máximo de 35 ºC, si la distribución de

temperaturas es sensiblemente simétrica respecto al plano medio de la

tongada, y un gradiente máximo de 60ºC cuando la distribución de

temperaturas en la sección se asemeja a una forma plana (figura 4.a). De los

resultados obtenidos de la lectura de los termopares, (figura 4.b), se constató

Realizaciones

6

que la pérdida de calor a través del terreno fue baja, estando el resto de

valores adoptados en el proyecto en valores muy adecuados.

Figura 4.a (sup) Evolución térmica teórica considerada como hipótesis pésima de cada

tongada de la losa de cimentación; 4.b (inf) Evolución térmica real de la primera tongada

de la losa de cimentación

2.3 Control de la aplicación del pretensado

La fuerza de tesado real que llega a cada sección de la losa de cimentación,

depende fundamentalmente de la fuerza de rozamiento losa-terreno. Si la losa

de cimentación no se mueve, la fuerza de pretensado se transmite por

completo al terreno. Por ello, en proyecto se exigió que se dispusieran dos

láminas de polietileno en el contacto losa-terreno para conseguir un coeficiente

de rozamiento menor de 0,5. Para comprobar que se alcanzaba este valor se

realizó un ensayo previo a pequeña escala, llevado a cabo antes de iniciar la

construcción de la losa de cimentación (figuras 5.a y 5.b). Esta prueba consistió

en aplicar una fuerza horizontal a un macizo de hormigón, con condiciones

similares de contorno y pesos proporcionales, y controlar la relación fuerza-

desplazamiento.

Punto Medio

Punto Inferior

Punto Superior

Punto Medio

Punto Inferior

Punto Superior

120 250 350


7

Figura 5.a y 5.b Ensayo a pequeña escala del coeficiente de rozamiento entre la losa de

cimentación y el terreno

FUERZA-DESPLAZAMIENTO

0

1

2

3

4

5

6

0 10 20 30 40 50 60 70 80

desplazamiento (mm)

fuer

za (

t)

Coeficiente de rozamiento

obtenido µ ≈ 0.5

Figura 6 Resultados del ensayo a pequeña escala del coeficiente de rozamiento entre la

losa de cimentación y el terreno

La medida de los alargamientos del cable obtenidos durante el proceso de

tesado, no sirven para obtener el valor real de dicho coeficiente de rozamiento,

ya que solo facilitan información sobre las pérdidas instantáneas por

rozamiento y penetración de cuñas. Para determinar la fuerza de pretensado

que llega a cada sección, hay que restar además, la fuerza de rozamiento en la

interfaz terreno-losa, que tiene un comportamiento elastoplástico, con un valor

máximo de la fuerza de rozamiento de µN. Por ello se colocaron bandas

extensométricas convenientemente distribuidas en las barras de la armadura

base de la losa de cimentación. Sin embargo, del el análisis de los resultados

obtenidos en algunas de ellas, se dedujo que los aparatos se habían dañado

durante el hormigonado, invalidando los resultados obtenidos.

Realizaciones

8

Alternativamente, una forma orientativa, sencilla pero eficaz de evaluar el valor

del coeficiente de rozamiento entre losa de cimentación y el terreno, hubiera

sido medir el desplazamiento real de cada uno de los costeros de la losa de

cimentación. Este método de control, a diferencia de las bandas

extensométricas, no es sensible a las operaciones de hormigonado.

3. HORMIGÓN DE ALTA RESISTENCIA (HAR)

3.1 Dificultades de fabricación

La presencia de los Hormigones de Alta Resistencia (HAR) en el ámbito de la

construcción de edificios, especialmente de gran altura, es habitual y ha tenido

una introducción acompasada con el avance de sus posibilidades de utilización

sistemática y económica , y con las condiciones de su adecuada puesta en

obra. Sin embargo, aún en este entorno favorable, hay que adaptarse a los

medios reales disponibles y a las incidencias de fabricación en central y de

colocación en obra.

A la hora de evaluar los condicionantes que implica la elección de una central

de hormigón para la fabricación de HAR para una obra de estas características,

hay que tener en cuenta:

• Tipos de áridos finos y gruesos disponibles

• Condiciones de acopio de los mismos y en particular, de control de su

humedad.

• Interferencia con los procesos de fabricación de hormigón convencional

en la misma planta

• Experiencias previas con hormigones similares

La fabricación del HAR en el edificio Torre Espacio fue compleja especialmente

en las primeras plantas, por la sensibilidad que presentaba frente a factores

externos. Estudiando la interacción que se producía entre dosificación,

fabricación y transporte a obra, y dentro de los estrictos límites fijados en un

detallado y preciso protocolo de fabricación, se consiguió, de forma iterativa,


9

estabilizar la calidad del HAR puesto en obra, garantizando la resistencia

exigida en proyecto.

Una temprana y cuidada caracterización del diseño final del HAR, revela los

factores que influyen y pueden desajustar su fabricación, con margen suficiente

para corregir los aspectos necesarios antes de iniciar su puesta en obra.

3.2 Ajuste de propiedades

Diseñado el HAR es necesario comprobar que las propiedades de retracción,

fluencia y módulo de elasticidad del material son adecuadas y no modifican la

respuesta estructural del sistema. La retracción y la fluencia de un HAR es

menor que la de un hormigón normal, lo que sumado a que se emplea en

elementos de importantes cuantías de acero, reduce el descenso diferido de

los elementos verticales de grandes tensiones permanentes (soportes

principales). Por otro lado el valor del modulo de elasticidad E condiciona la

rigidez de la respuesta estructural frente a cargas horizontales de viento. En los

ensayos de módulo de elasticidad secante (figura 7), a los 28 días, se ha

obtenido un valor para el hormigón HA-80 empleado en Torre Espacio que

oscila alrededor de 35000 MPa, y que concuerda con el valor que se utilizó en

el cálculo siguiendo la EHE E=34700MPa. Están en desarrollo los ensayos del

módulo de elasticidad tangente con aplicación lenta de la carga.

Figura 7 Gráfico tensión-deformación de hormigón HA-80 empleado en Torre Espacio

Realizaciones

10

3.3 Dificultades de ejecución

El HAR empleado en el Edificio Torre Espacio, además de cumplir las

características resistentes y las constantes del material anteriormente citadas,

debe poseer una adecuada consistencia que permita, por un lado, hormigonar

de una sola vez y con garantías soportes mixtos de 16m de altura y con gran

cuantía de armadura, revestidos además con camisa de chapa antivandálica,

que actúa como encofrado perdido. Además, estos esbeltos soportes muy

solicitados, son pilares exentos y ha sido preciso estudiar cuidadosamente sus

condiciones de inestabilidad. Por otro lado, se está estudiando la posibilidad de

bombear el HAR hasta la cota +140.00, debido a la necesidad de HAR en las

pantallas que constituyen el cinturón de rigidez.

Figura 8 Hormigonado de 16m de altura de un soporte con sección =1m + 40 32 +

HEM500, mediante tubos buzo.

El empleo de HAR en soportes, requiere un tratamiento especial de las zonas

de forjado que atraviesan, así como su arranque en cimentación, realizados

ambos elementos estructurales con hormigón convencional. En el Edificio Torre

Espacio los soportes de HAR son circulares, y es posible evitar la separación

en dos fases del hormigonado asociado a estos encuentros, mediante

armadura de confinamiento.


11

En los arranque en la losa de cimentación se sustituyeron las complejas

parrillas ortogonales de armadura horizontal bajo los pilares, por armadura

circular (figura 9.a), aprovechando así el trabajo transversal de la armadura y

evitando las múltiples interferencias que se producían con el armado a cortante

de la losa. En la zona de forjado atravesada por el pilar se ha incrementado la

resistencia nominal del hormigón HA-30 de la losa, mediante cercos de

confinamiento (figura 9.b).

Figura 9.a (izda.) Armadura circular en arranque de pilares circulares realizados con HAR

en la losa de cimentación HA-30; 9.b (dcha.) Cercos de confinamiento del hormigón del

forjado HA-30 en la zona atravesada por el pilar realizado con HAR

4. ARMADO DE FORJADOS

Dada la sistematicidad de los elementos estructurales que componen cada uno

de los forjados de la Torre, tuvo especial interés adaptar algunos de los detalles

de proyecto, para favorecer su ejecución y ajustarlos además a la geometría

real dada en obra:

• Se optimizó el complejo detalle de anclaje de las dos direcciones de

armado de los forjados en el zuncho de borde, que tiene una dirección

aproximada de 45º respecto a las direcciones de armado, (figura 10.a)

• En el detalle de encuentro de la armadura del forjado con los pilares, es

necesario garantizar que al menos el 50% de las armaduras intersectadas

se entrelaza con la del soporte. Las armaduras intersectadas no

Realizaciones

12

pasantes, se sitúan a ambos lados del soporte incrementando la cuantía

dispuesta en un 40% respecto a la teórica

Figura 10.a (izda) Anclaje de las dos direcciones de armado del forjado en el zuncho de

borde a 45º; 10.b (dcha) Cruce de las dos direcciones de armado del forjado a través del

pilar.

4. CONCLUSIONES

La ejecución de un proyecto singular, de las características y envergadura de

Torre Espacio, precisa una fuerte interrelación entre proyecto y ejecución:

• Es conveniente indicar con claridad e insistencia cuales son los aspectos

estructurales principales, para promover, de esa forma, el análisis previo

del proceso de ejecución de dichos detalles, reduciendo así las posibles

interferencias e incompatibilidades entre elementos.

• En la medida de lo posible hay que intentar considerar en el proyecto

constructivo, los condicionantes propios de la ejecución de la obra y

definir a su vez los parámetros especiales que se pretenden controlar en

los elementos singulares. No obstante, en la fase de proyecto no es

posible conocer todos los condicionantes que posteriormente aparecerán

durante la construcción, por lo que resulta imprescindible en obras de

esta magnitud diseñar soluciones flexibles y fácilmente adaptables a otros

procesos constructivos, medios disponibles y a las inevitables

modificaciones geométricas que surgen en toda obra.

Documents

Hormigones de alta resistencia en la edificación de …e-ache.com/modules/ache/ficheros/Realizaciones/Obra93.pdf · RESUMEN La utilización de los hormigones de alta resistencia