STAAD – crear un conjunto de diseño rentable y optimizado para soportar tensiones estructurales – oeste de India

Situado en la ubicación privilegiada de Sarabhai, K10 Grand es un edificio de oficinas pionero que está definiendo nuevos estándares de espacios comerciales en Vadodara, Gujarat, India. El área ha experimentado un rápido crecimiento de edificios comerciales debido a su cercanía al aeropuerto local y la estación de tren. K10 contrató a VYOM Consultants como el consultor estructural del proyecto y les encargó diseñar un edificio que cumpla y supere las más altas expectativas de la élite empresarial de Vadodara.

Este proyecto de INR 1.2 mil millones consiste en un sótano y 12 pisos, con un área total de 200,000 pies cuadrados. La mayoría de los edificios en el área son de uso mixto, con espacios de oficinas por encima de otros negocios. Sin embargo, K10 quería traer algo nuevo al área, por lo que K10 Grand solo se usará para oficinas. Esta configuración limitaría la interrupción de la vida de la oficina para los habitantes.

Superar problemas de diseño para crear espacio libre de columnas

Para diseñar esta impresionante estructura, VYOM necesitaba superar muchos desafíos. Debido a la elevación y la planificación arquitectónica interna del edificio, hubo problemas de diseño de la estructura que la organización necesitaba abordar. El equipo del proyecto quería crear un edificio con tres torres y una estructura central en el medio. La estructura sobresale hacia afuera para los seis pisos inferiores y luego se estrecha hacia arriba para los seis pisos superiores. La disposición de las columnas y los muros de corte fue difícil debido a esta forma única. Además, el arquitecto y desarrollador insistió en tener un espacio libre de columnas en el vestíbulo de entrada. El núcleo central necesitaba albergar todos los servicios públicos, y era difícil tener un diseño resistente a los terremotos porque la forma del edificio atraía más fuerzas laterales. Finalmente, la base del edificio era una base combinada y en balsa, por lo que era necesario evaluar cuidadosamente la estructura antes de la construcción. Actualmente en la fase de construcción, se espera que el edificio se convierta en un hito para el área.

Estructuras de conexión para un diseño más económico

Al diseñar el edificio, el plan original era crear cuatro edificios separados: tres torres y una estructura central. Sin embargo, cuando VYOM comenzó a analizar el diseño en STAAD, el equipo del proyecto se dio cuenta de que esta propuesta de diseño inicial no era económica. En cambio, el equipo usó STAAD para crear un diseño nuevo y optimizado para ser más rentable. El equipo del proyecto decidió conectar todos los edificios, ahorrando dinero y tiempo. Era crítico para el equipo hacer este cambio antes de la fase de construcción.

Con este diseño en su lugar, VYOM decidió dónde colocar las columnas de soporte estructural. STAAD mostró al equipo del proyecto que la forma del edificio se curva considerablemente desde el noveno piso hacia arriba, haciendo que las columnas rectas típicas sean imposibles porque atravesarían el plano del edificio. Las columnas de talón tampoco habrían funcionado porque habrían bajado significativamente los techos y arruinado los planos de oficinas. En cambio, VYOM sugirió columnas rectas para los primeros nueve pisos y columnas inclinadas desde el noveno hasta el duodécimo piso. Este plan mantendría la arquitectura mientras se mantuviera dentro de los requisitos del código IS.

Implementación de vigas y columnas para equiparar la tensión

Otra característica que ayudó a VYOM a crear el espacio único fue el uso de vigas postesadas. Las vigas no podían ser muy profundas, ya que el arquitecto quería los techos más altos posibles. Además, el plan requería que los conductos corrieran a lo largo de la viga. Estas vigas, junto con columnas y muros de corte, impidieron la torsión en el edificio, permitiendo que el centro de masa y la rigidez sean adyacentes. VYOM arregló las columnas para que la fuerza lateral descanse completamente en el centro del edificio. Todos los muros de corte, muros de elevación y columnas se organizaron para que puedan resistir el 70% de la fuerza lateral. Para proporcionar espacio libre de columnas en el vestíbulo, VYOM utilizó vigas y losas en voladizo de 20 pies para el resto de los pisos del edificio.

Usando STAAD, VYOM se dio cuenta de que todavía había una zona de alta tensión en el edificio. Esta zona se produjo en el noveno piso debido al espaciado de columnas de clasificación. El noveno piso lleva una gran carga, por lo que fue necesario ajustar el diseño. Una vez que el equipo del proyecto se dio cuenta de esta situación, los miembros del equipo lograron alejar la fuerza direccional de las vigas en el noveno piso con refuerzo y cables colocados en las mismas vigas.

Ahorro de tiempo de diseño para un lugar de trabajo del futuro

Al usar STAAD, VYOM completó todo el diseño del edificio con dibujos en un mes. STAAD le ahorró al equipo del proyecto un tiempo considerable durante toda la etapa de diseño, lo que permitió realizar casi 70 iteraciones de diseño tanto para los enfoques de diseño como para el diseño final dentro del mes. STAAD redujo el tiempo necesario para diseñar y analizar estas iteraciones. La aplicación también permitió que estas iteraciones y cambios de diseño se adhirieran al código IS en un entorno fácil de usar.

El diseño cumplió con todos los requisitos del arquitecto y desarrollador, con la construcción ahora en progreso. El edificio tan esperado parece idéntico al modelo 3D, y los espacios comerciales son útiles sin ningún obstáculo. Al estar ubicado en el centro de la ciudad, K10 Grand permitirá a los ocupantes tener cerca todo lo que necesitan, incluidos centros comerciales, hospitales, supermercados y restaurantes. El espacio incluirá una terraza en la azotea, espacios compartidos para conferencias, un salón, gimnasio y cafetería, lo que lo convertirá en un lugar de trabajo del futuro.

El innovador proyecto de K10 Grand fue seleccionado como finalista en el Programa de Premios Year in Infrastructure 2018 en la categoría «Ingeniería estructural».

Llevando el legado más lejos, este año, las siguientes organizaciones han llegado a la lista de finalistas del año en el Programa de Premios de Infraestructura 2019 en la categoría de «Ingeniería Estructural».

• FG Consultoria Empresarial para la nueva sede del Patrimonium, que se realiza 100% en diseño estructural BIM, Lagoa da Prata, Minas Gerais, Brasil
• Sterling Engineering Consultancy Services Pvt. Ltd. Para Dhirubhai Ambani International Convention & Exhibition Center, Mumbai, Maharashtra, India
• WSP por entregar un diseño optimizado para un sótano complejo bajo el icónico Arco del Almirantazgo, Londres, Reino Unido

By Shimonti Paul