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Recorrido de las cargas en las Torres de Colón

He hecho una modelización muy burda del edificio (pido perdón por el atrevimiento), a un lado el edificio sin los cables que se sujetan desde la viga superior las plantas interiores y a la derecha, los voladizos sujetos desde el cable que está anclado a la viga superior. Las luces de los voladizos de las plantas son de 6 m y hay una sc de 0,25 Tn/m2 en cada planta.
Para ver el recorrido de las cargas simulo el nucleo central de hormigón como si fuera una shell y digo que me muestre las tensiones máximas de tracción y de compresión.
Veo que en el caso sin cable las máximas tensiones de tracción se dan en la parte central superior de la viga y que en el caso de la estructura con el cable ésta tracción aumenta (lo que parece que refrenda la idea de que las cargas suben por el cable hasta llegar a la parte superior de la viga para luego bajar otra vez por el fuste...)
Veo también que las tensiones de compresión en cada punto de union del voladizo con el núcleo central son mayores en la estructura con cable (lo que supongo que también es coherente).

Las reacciones me salen las mismas en las dos estructuras... Esto es porque el pretensado del cabe hace que el sistema esté autoequilibrado?? (he metido un cable pero en realidad no se muy bien como trabaja, sólo he metido los parámetros básicos para que chute...).

Adjunto enlace sobre la historia de las torres (con video incluido) que me parece muy interesante.
https://www.xataka.com/otros/torres-colon-madrid-proyecto-pionero-a-nivel-tecnologico-decada-70-final-inesperado
Me gustaría saber como se materializa la conexión del cable de conexión de cada planta con la viga superior, porque desde fuera parece que no es que haya muchos cables en la parte superior y el numero de los mismos vaya disminuyendo a medida que vamos bajando a las plantas inferiores, osea siguiendo la analogía del cable sobre el que se suspenden los 5 coches, no parece que el espesor del cable en la parte superior sea mayor (al tener que suspendidas todas las plantas y que este espesor vaya disminuyendo...).

Porqué no se han hecho más edificio de este tipo?? creo que es una buena solución para tener espacios diáfanos, sin pilares intermedios y dan un aspecto de ligereza y elegancia muy estimulante.

No he podido insertar las imagenes...lo siento

9 respuestas

Hola Jose Manuel,

El Prof. Manterola explica muy bien en un artículo de informes de la construcción las ventajas y desventajas de esta estructura de edificio colgado, en general se intenta que las cargas que suben por los tirantes sean las mismas que las que bajarían por unos pilares en un edificio convencional para que el diseño frente a carga verticales de las plantas/forjados no se vea modificado/penalizado, es decir, que las plantas/forjados no actuen como ménsulas empotradas en el núcleo sino que actuen como como plantas empotradas en nucleo y apoyadas/empotradas en los tirantes.

Te puedes imaginar que todo esto es un juego de rigideces relativas, es decir, del acortamiento del núcleo, alargamiento de los tirantes que suben la carga, rigideces de forjados y rigidez de la viga cabezal superior, sin dejar de olvidar de que el material es hormigón y la fluencia juega un papel importante en todo este jugueteo. Resulta que este sistema es apropiado ecónomicamente para edificios más bien chatos (bajo ratio Altura/Anchura) ya que en caso contrario la flexibilidad de los tirantes es excesiva y se penalizan los forjados al trabajar como ménsulas. El Prof. Manterola comenta que en este edificio no era del todo idóneo el uso de este sistema por la relación Altura/Anchura, por ello tuvo que lidiar con conseguir mucha rigidez en el sistema tirantes y viga cabezal, donde tuvo pudo utilizar tirantes de hormigón pretensado para aprovechar al máximo la rigidez de la sección A así como el efecto favorable de la fluencia de los mismos. Igualmente la viga cabezal es pretensada de hormigón para utilizar toda la rigidez de una sección masiva, estos aspectos ayudan a contrarresar el problema de tener un edificio alto y poco ancho. A todo esto, como se comenta en el documental se pudo reducir la incertidumbre de la fluencia del núcleo al pasar de manera fortuita mucho tiempo el edificio con el núcleo construido y la obra parada.

Sobre tu pregunta de porque no se hacen más edificios de este tipo, yo creo que el mismo carece de redundancia ya que la rotura de uno de estos tirantes en un nivel podría causar el colapso tanto de plantas superiores como inferiores, el mismo Prof. Manterola, advierte, que cualquier modificación que se haga en la estructura debe hacerse con mucho cariño y cuidado. Cuando lo escucho, hasta me transmite miedo, nosé porque me viene a la cabeza el puente Morandi, salvando las distancias.

Hola Manuel

Muchas gracias por tomarte la molestia de responder... me podrías aclarar cual es el papel que realiza la fluencia en la estructura y el porqué del efecto favorable del retraso en la segunda fase de la construcción con respecto a la fluencia?
...Yo pensaba que cada planta estaba unida con la viga superior con un cable distinto a las de las demás plantas, pero por lo que tu comentas parece que si falla un cable (que acojone...) de una de las plantas, se van al garete más, como tu comentas que pasó en Génova...me podrías dar más información de la conexión de cada una de las plantas con la viga cabecera?
Me podrías decir como puedo adjuntar imágenes porque cuando las quiero insertar me sale un enlace pero no se como adjuntarla..

adjunto enlace de la posible explicación del accidente de Génova (se puede traducir...)
http://www.bernd-nebel.de/bruecken/index.html?/bruecken/2_pioniere/maillart/maillart.html

Muchísimas gracias¡¡¡

Hola Jose Manuel, bueno puedes pensar en una viga apoyada- empotrada, a carga vertical cerca de centro de vano tienes positivos y en empotramiento negativos. Si ahora le das un desplazamiento impuesto en la zona del empotramiento resulta que los negativos se reducen y los positivos se aumentan, digamos que resulta un diagrama más o menos parecido a una biapoyada. Es decir, el efecto favorable de empotrar en el núcleo y pegar la ley de flectores a la viga ha desaparecido.

Lo de la redudancia, quizás lo he explicado mal. El asunto es que los forjados se empotran en el núcleo y se apoyan en los pilares perimetrales. Por decirlo de alguna manera, no hay muchos elementos como si ocurre en un sistema de porticos cláscios y el fallo de un elemento de fachada puede comprometer la integridad de toda la estructura.

Te recomiendo el artículo de informes de la construcción sobre la estructura http://informesdelaconstruccion.revistas.csic.es/index.php/informesdelaconstruccion/article/view/2644/2956

Ok gracias Manuel... le voy echando un ojo cuando pueda y lo comentamos

Hola a todos,
Me permito un pequeño comentario al respecto. Como concepto general los edificios colgados tipo Torre de Colon o similares, desde el punto de vista estructural son un derroche ya que prácticamente duplicamos estructura (estamos duplicando el recorrido de la carga). Simplificadamente, la misión de una estructura es transportar las cargas hasta cimentación, por lo que el trabajo mínimo (y por tanto el consumo de estructura) es el camino corto, es decir directamente por compresión a cimentación. En el caso de estructura colgadas, estamos trasladando la carga primero hacia arriba y luego de nuevo hacia abajo (duplicamos el recorrido), sin despreciar el trabajo enorme que significa además desplazarlas en horizontal desde el perímetro al nucleo central.....es decir un derroche. Algunos justifican que el consume adicional no es tanto ya que los tirantes a tracción consumen menos material ya que no hay pandeo y se pueden utilizar materiales muy resistente (cables), pero es algo que no es tan verdad cuando se estudian los problemas reales con rigideces ya comentados, y por otro lado que el elemento del nucleo a compresión al estar toda la compresión concentrada se optimiza su comportamiento....aun con todo la realidad es que se produce un sobredimensionado importante de la estructura.
¿Por qué hacemos este tipo de estructuras? Generalmente es por un tema arquitectónico (estético), de intentar dejar las plantas bajas lo más diáfanas posibles, y en algunos casos (los menos pero también muy interesantes) por condicionantes especiales en el apoyo (paso de vías, ferrocarril, restos arqueológicos, etc...).
Hay ejemplos donde dicho esfuerzo merece la pena (en mi opinión y el de muchos es el caso de la Torre de la Plaza Emilio Castelar, junto a la embajada americana de Rafael de la Hoz, por poner un ejemplo en Madrid). Pero precisamente el ejemplo de las torres de Colón, no es el ejemplo desde el punto de vista arquitectónico más afortunado aunque siempre lo cuentan como ejemplo de estructura colgada. En Madrid hay más ejemplos de edificios de este tipo, pero arquitectónicamente tan malos, que el esfuerzo estructural sin lugar a dudas no ha merecido la pena, pasan desapercibidos...y el sobrecosto que han significado para tan poco rédito, ni digamos.
Son unas opiniones muy personales pero creo que bastante compartida por muchos compañeros arquitectos.
Saludos.
Jesús Hierro

Ok mucha gracias por la información, si me pudieras decir donde están esos edificios te lo agradecería.

Y el sistema de unión entre forjado y cable, me podrías mandar algún esquema, croquis de como se materializa^^

Saludos

Esta es la torre de emilio Castelar (Paseo de la Castellana 50).
Puedes encontrar información en la revista de Tectónica (Acero y vidrio).
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Estas son otros ejemplos de estructuras colgadas en Madrid que he visto por casualidad que a mi modo de ver son fallidas arquitectónicamente:

-Edificio de Oficinas en Castellana 44: Apenas se percibe que está colgado.
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  • Edificio en Hortaleza. C/Arequipa (junto al metro de Mar de Cristal). Es feo de cojones y el que esté colgado no sé para qué....no le saca ningún partido.
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Y ahora otro ejemplo de buena arquitectura pero donde el esfuerzo a mi modo de ver no ha dado los réditos necesarios.

  • Sede de la EMT de Madrid. c/Cerro de la Plata 4. Edificio del estudio Cano Lasso. Estructura de Fhecor. Es un buen edificio, pero el esfuerzo de ser un edificio puente colgado es dificil de ver desde la perspectiva del viandante....pasa totalmente desapercibido. En alguna foto aérea se percibe mejor pero a nivel de suelo no hay perspectiva donde se vea dicha situación.
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Estoy convencido que hay muchos más ejemplos en Madrid.
He colgado fotos que no sé si son accesibles y/o visibles. Ya me diréis.
Saludos.
Jesús Hierro

Muy interesante, muchas gracias. No conocía casi ninguno de los que has citado Jesús. Ciertamente el primero, la torre emilio castelar ha llamado mi atención tanto por la estética exterior como la interior.

Muchisimas gracias Jesús

Está claro que el de la plaza de Castelar es paradigmático, pero he leido que se construyó gracias a que el propietario del banco era un mecenas en toda la extensión renacentista de la palabra, es decir que no le dolieron prendas a a hora de gastarse lo que pedía el arquitecto (y creo que al final se suicidó...pero no por el arquitecto,claro)

...Pues a mi me hace cierta gracia el que para tí es feo de cojones... me gusta que se utilizen sistemas de construcción (aparerentemente singulares) en edificios de viviendas sociales, creo que es una forma de ir cambiando el paisaje urbano y de hacer ver otras cosas distintas a la gente.

En donde coincidimos plenamente es en el edificio de la EMT, aunque jamás hubiese vislumbrado que era un edificio colgado.

Encantado de que nos muestres edificios que para tí son ejemplos estructurales y arquitectónicos.

Vamos hablando

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