Burj al-arab CIMENTACIONES PROFUNDAS

Burj al-arab CIMENTACIONES PROFUNDAS

1. INGENIERIA CIVIL CONCRETO ARMADO II CURSO: CHANCA HIYO, CARLOS ENRIQUE BENDEZU ANGULO KAREN RUBIO MARTINEZ MONICA ADVINCULA ZEGARRA HUAMANI ANDRADE KIEFER. FUENTES PALOMINO FELIX ESTUDIANTE: FECHA: SABADO 22 / 03 /17 IX Ing. CONDORCHOA CARLOS DOCENTE: AÑO: DEL BUEN SERVICIO CIUDADANO. CICLO: UNIVERSIDAD PRIVADA ALAS PERUANAS - ICA [email protected] 2do GRUPO

2. 1,0 TEMA DE INVESTIGACION “BURJ AL ARAB” BUBAI

3. Reseña histórica El hotel Burj Al Arab o ‘Torre de los Árabes’ es hoy la estructura de este tipo más alta del mundo, situada a 17 kilómetros al sur de Dubai (Emiratos Árabes Unidos), y a 300 metros de la playa de Jumeirah , sobre una isla artificial conectada a tierra por una carretera. Fue encargado en 1994 por el príncipe de Dubai , el Sheik Mohammed Bin Rashid Al Maktoum a un grupo de jóvenes arquitectos ingleses liderados por Thomas Willis Wright de WS Atkins PLC. Querían un hotel distintivo de Emiratos Árabes. Cuando fue inaugurado en 1999 era el edifico más alto con 321 metros de altura. El diseño está inspirado en una vela henchida al viento, asi como numerosas embarcaciones que confluyeron en Dubai , desde su establecimiento como puerto en el Golfo Pérsico.

4. El Hotel Burj Al Arab , fue concebido y construido debido a la necesidad económica de convertir al emirato en un destino turístico, considerando que la actividad petrolera predominante en la región, no perdurará. Con un clima bastante exigente (Tropical húmedo), el edificio ha debido ser diseñado teniendo en cuenta consideraciones bioclimáticas y sostenibles.

5. Ubicacion El impresionante edificio se eleva sobre una isla artificial a 300 metros de la costa, enfrente de la playa de Jumeirah en Dubai, Construido en: 1994- 1999 Altura: 321 m Pisos: 60 Ascensores: 18 Ubicación: dubai

6. IMAGEN NAUTICA DEL BULJ AL ARAB "Un edificio sólo se convierte en un ícono cuando su forma es simple y única. Si se puede dibujar un edificio de una forma simple, con pocos trazos, y es instantáneamente reconocido no sólo como el edificio sino cono el lugar donde está, entonces será un edificio icónico". Thomas Wright

7. La construcción Bloques Huecos rodean la isla protegiéndola contra la fuerza de las olas . Las obras comenzaron en 1994. Se decidió que el hotel estaría situado en medio del mar en una isla artificial, cuya altura pondría en más de una discrepancia a los constructores. El arquitecto Tom Wright quería que la isla fuera muy baja para generar la impresión de que la estructura tipo vela surgía del agua. Por su parte el ingeniero Mick Mc Nicolas , responsable por la seguridad de la isla, lo veía inconveniente. “Tom quería la isla lo más baja posible rozando el mar, yo por mi parte quería protegerla”, afirmó el ingeniero. La seguridad estaba en juego y eso lo sabía Mc Nicolas . Por eso inicialmente los ingenieros planearon la construcción de la isla usando roca, un material disponible en la zona y cuya eficiencia estaba comprobada, pero Dubai rechazó la idea pues se necesitaba una isla muy grande para repeler el efecto del mar. La construcción consta de dos etapas: la isla y la estructura del hotel. 

8. Primera etapa de la construcción LA ISLA Su construcción requirió un tiempo total de 3 años, sobresale del nivel del mar, pues se quería dar la impresión de que la estructura estuviera "flotando" en el mar. Se hicieron pruebas de tanque en laboratorio reproduciendo la fuerza de las olas más altas que podrían darse en los subsiguientes 100 años, contra una serie de modelos de diferentes configuraciones. Los bloques huecos demostraron ser efectivos funcionando como una esponja y haciendo que el agua de la ola que los golpea llene el espacio vacío y gire sobre sí misma, haciendo que la fuerza se disipe considerablemente. Con esto, el equipo construyó una isla con fuertes inclinaciones de roca y cubierta con un revestimiento de concreto para absorber la fuerza de las olas. El arquitecto Tom Wright consiguió su objetivo: una isla elevada 7.5 metros sobre el nivel del mar.

9. Antecedentes primera etapa Construcción de una isla plana los ingenieros planearon la construcción de la isla usando roca , pero Dubai rechazó la idea pues se necesitaba una isla muy grande para repeler el efecto del mar.  se crearon bloques de concreto innovadores diseñados para reducir el impacto .

10. Se hicieron pruebas de tanque en laboratorio reproduciendo la fuerza de las olas más altas. Los bloques huecos demostraron ser efectivos funcionando como una esponja y haciendo que el agua de la ola que los golpea llene el espacio vacío y gire sobre sí misma, haciendo que la fuerza se disipe considerablemente .

11. Segunda etapa de la construcción VACIADO DEL INTERIOR DEL SÓTANO DE ARENA Para ello se introdujeron en el centro del suelo de la isla pilotes de acero de 20 m de largo para crear un encofrado triangular de acero que constituiría el exterior del sótano del hotel una vez vaciado su interior de arena

12. Etapas de la construcción de la isla: La construcción de la isla consistió en introducir pilotes y barras amarradas en la arena para soportar las rocas. (ver imagen 1) Posterior al pilotaje se realizaron diques de rocas alrededor de los pilotes, formando así una "cuna" de la cual luego se evacuó el agua retenida. (ver imagen 2) Una vez se ha evacuado el agua se colocan armaduras de concreto alrededor de la isla (las cuales servirán como protección de las olas), así como pilotes de 2 m de diámetro y 43 m de largo. (ver imagen 3 y 4) La isla está protegida del impacto de las olas mediante bloques de concreto perforados, que se colocan sobre los diques de roca, con esto se simula una esponja absorbiendo el agua y evitando que ingrese al interior de la isla. Segunda etapa de la construcción 1 2 4 3

13. Tercera etapa cimentación En noviembre de 1995 se termino la isla para el hotel mas grande del mundo. La base tendría que ser maciza para resistir una torre de 300 mts, con el equipo realizó análisis de núcleos perforando el lecho rocoso llegando a 180 mts, pero no encontró roca sólida. pues la única opción que quedaba era que el Burj Al Arab se alzara sobre la arena Apoyaron el hotel usando pilotes de concreto reforzados con acero clavados muy profundo dentro de la arena, y apoyados en el efecto de fricción superficial o fricción de la piel. c

14. Social ? Tercera etapa cimentación la fricción de la piel es la resistencia que impide que dos superficies rugosas se deslicen una sobre la otra la superficie de la piel se produce entre la arena y la superficie del pilote y cuanto mas grande y profundo es el pilote mayor es el efecto.

15. Para minimizar cualquier efecto dañino de los químicos corrosivos en el agua de la región, en la cimentación se usó concreto de baja permeabilidad y con muy alta densidad Así que los pilotes debieron ser alargados 8 metros cada uno garantizando que se lograra la fricción superficial. Los 250 pilotes de concreto tenían una longitud continuada de 10 kilómetros, 35 veces la altura del hotel que soportaría. la arena estuviera compacta para crear resistencia alrededor de los pilotes del edificio y evitar una licuefacción en caso de un sismo, por lo que se analizo la arena y se encontró que muy profundo, bajo el sitio del proyecto, había arena compacta y calcificada. Social ? Tercera etapa cimentación

16. Ingenieros crearon una capa superficial de rocas grandes, que es un círculo con un hormigón de nido de abeja patrón, que sirve para proteger las bases de la erosión. Tercera etapa cimentación

17. Social ? ESTRUCTURA BURJ AL ARAB LA ESTRUCTURA DEL HOTEL La estructura de esta obra de arte de la arquitectura esta formada por perfiles de acero y garantiza su estabilidad tanto por su forma triangular en planta como por la triangulación de sus fachadas . Para sostenerla era necesario crear una serie de grandes cerchas diagonales sujetadas por dos enormes arcos pesada más grandes del mundo: un monstruo de 80 llantas que inició su lento recorrido hacia el punto de construcción a una velocidad promedio de 6 km por hora.

18. TIPOLOGIA ESTRUCTURAL Estructura primaria Estructura secundaria Estructura terciaria Social ? ESTRUCTURA BURJ AL ARAB

19. La construcción Su aspecto formal es de vela de barco. La idea del edificio reconocido como un icono surgió de ver como emergía la silueta de un yate de vela en el horizonte (recordando las ac-tividades del trabajo de recolección de perlas, propio de sus habitantes). Su estructura está fabricada en acero (9.000 ton) y concreto reforzado (70.000m3) con 250 pilotes de fricción superficial en concreto reforzado con una longitud combinada de 10km + vigas de acero. Cuenta confachadas en vidrio (43.446m2) y fachada de tela (9000m2) en fibra de vidrio recubierta con teflón. Su altura es de 321ml, tiene 60 pisos y 202 suites dúplex desde 169m2 a 780m2. Así que el ingeniero Mc Nicolas probó con unos bloques de concreto innovadores diseñados para reducir el impacto. Se hicieron pruebas de tanque en laboratorio reproduciendo la fuerza de las olas más altas que podrían darse en los subsiguientes 100 años, contra una serie de modelos de diferentes configuraciones.

20. Elementos estructurales el Burj Al Arab representa el estado del arte en el diseño de edificios, tiene una combinación inmensa de importantes innovaciones tecnológicas y de diseño estructural, así como de métodos de construcción, han resultado en una súper estructura que al igual que eficiente es muy robusta .

21. Sistema Hiperestático Posee un Núcleo Central Rígido, Estabilizado mediante Vigas y Muros Perimetrales . Base de Calculo Cargas Axiales Verticales y Horizontales. Diseño Estructural Sistema de Altura Activa, Actuando por Planos que están Interrelacionados. C ARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES FUERZAS TRANSVERSALES FUERZAS OBLICUAS Características estructurales

22. El acero utilizaron el acero de gran medida dando gran seguridad y visualmente atractiva al colocar una estructura de acero por fuera del edificio conocida como exoesqueleto creando una serie de grandes cerchas diagonales sujetadas por dos enormes arcos para sostener las delgadas paredes de la fachada para el levantamiento se utilizo maquinas pesadas así que a los extremos de la cercha se sujetaron cables con un esfuerzo de ruptura de 225 toneladas. las cerchas tenían que encajar con precisión y bajo el clima de Dubai, genero expansión térmica, y Encajarlas requería solución Social ? EL ACERO Y SU PROTAGONISMO BURJ AL ARAB

23. así que sobre el marco de la estructura la ménsula tenía una arandela grande con su hueco no centrado. Esta arandela giraría hasta alinearse con el hueco de la cercha diagonal, y se pondría un pasador de acero fundido de unos 30 cm para asegurarlos. exoesqueleto, presentaba retos: si era muy liviano, la fuerza del viento derribaría el edificio, si era muy pesado, la forma del hotel semejante a un yate, se perdería . recurrieron a un ingenioso peso colgante llamado amortiguador de masa sincronizado, que se instaló en los puntos vulnerables, haciendo que cuando el viento sople se genere el derramamiento de vértice y cinco toneladas de peso se meza en vez de la estructura, amortiguando las vibraciones.

24. El espacio entre las alas esta encerrado por una vela de fibra de vidrio cubierta de Teflón, que se curva a través del frente del edificio y crea un atrio interior. La vela esta hecha de un material llamado Dyneon , atravesando más de 161,000 pies cuadrados (15,000 m ²), consiste de dos capas, y esta dividida en doce paneles e instalada verticalmente. La tela esta cubierta de Teflón DuPont para protegerlo del calor áspero del desierto, el viento, y polvo; por lo que el fabricante estima que esta se mantendrá firme hasta 50 años

25. El calor hacía que las moléculas de acero se desplazaran más rápido y más lejos, lo que en términos prácticos significaba que las perchas diagonales del Burj Al Arab podrían expandirse y contraerse hasta 5 centímetros en un período de 24 horas. Debido a los cambios de temperatura utilizaron estructuras en forma de biela para que el acero se expanda y contraiga en un rango de hasta 5 cm. Debido a la altura de la edificación la fuerza del viento a la cual se ve sometida es muy alta, por esta razón en las uniones de los vidrios se utilizan rótulas de acero inoxidable las cuales disipan la fuerza ejercida. Para disipar la energía generada por la oscilación de la estructura ante las fuerzas del viento y las fuerzas sísmicas se implantaron unas máquinas especiales para transferir la energía a las columnas y por consiguiente a la cimentación y de ahí al terreno. El levantamiento de los armazones de acero era un reto no solo por su tamaño y peso sino por la coincidencia perfecta de las cerchas Social ? EL ACERO Y SU PROTAGONISMO BURJ AL ARAB

26. VIENTO APLICACIÓN DE ESTRATEGIAS DE VENTILACIÓN Los vientos predominantes en Dubai , provienen principalmente desde el oeste y el nor -oeste con velocidades de hasta 150k/h. Si bien durante la etapa de diseño del edificio fue sometido a la prueba del túnel de viento, el ejercicio fue hecho con fines de comprobar la estabilidad del proyecto y no para establecer una estrategia de ventilación natural, dando como resultado una adecuación del exoesqueleto en acero para contrarrestar el efecto de vibración producida en esta por el desprendimiento de vórtices desarrollado en las aristas de la estructura que dan al este y al sur. La orientación del edificio parece obedecer más a un capricho del arquitecto que a una consideración bioclimática, la disposición y forma del edificio son potencial para una eficiente ventilación natural, ayudados por el espacio vertical del atrio que se desarrolla en una altura de 180mt. Social ? ANALISIS BIOCLIMATICO BURJ AL ARAB

27. SOL Si bien con respecto al viento la orientación del edificio es acertada, con respecto a la asoleación no. Tanto la fachada norte como la sur – occidente perteneciente a las suites del hotel son iguales, a pesar de tener condiciones de radiación solar bastante disimiles. Ambas fachadas están conformadas por superficies vidriadas por detrás de la exoestructura en acero. La fachada norte resulta favorecida pues prácticamente no recibe radiación solar durante todo el año, no así la sur-occidente que junto con la sur-oriente están todo el tiempo expuestas al impacto solar, esta última corresponde en su mayoría al atrio del edificio y está constituida principalmente por la doble capa de tela en fibra de vidrio, recubierto con teflón, con alta capacidad de reflexión, lo que ayuda a mantener frío el edificio. Esto deja entonces a la fachada sur –occidente como el desacierto en cuanto a orientación del edificio. Social ? ANALISIS BIOCLIMATICO BURJ AL ARAB

28. ARQUITECTURA

29. Pero el elemento más dramático en la composición es el restaurante Al Muntaha , el cual con su estética sección en C, se encuentra suspendido a 200 metros sobre el mar, proyectándose 30 metros a cada lado de la columna central. El secreto consiste en una serie de vigas metálicas de 1.6 m de espesor, dispuestas en forma radial que nacen de la columna de concreto y que soportan la base del restaurante, recubierto en aluminio y vidrio para reducir su peso.

30. en el eje de concreto, en la parte posterior del edificio se incrustaron una serie de ménsulas de acero conocidas como empotramientos. Diez enormes vigas de acero hasta de 1.6 mts de altura formaron la base del piso rígido de acero, dando la sensación de un ala sujetada al piso y forrada en aluminio y vidrio. Finalmente, el capricho del jeque había sido satisfecho y el restaurante resistiría vientos de 160 kms por hora .

31. El edificio contiene más de 330.000 m  3 de concreto y 9.000 toneladas de acero Sobre 250 pilotes de concreto y vigas de acero de 40 metros incrustadas en el mar se alzó la estructura icono del esplendor y riqueza de Dubai

32. Más que un hotel 7 estrellas es una estructura icónica, diseñada para simbolizar la transformación urbana de Dubai .

33. CONCLUSIONES: El Burj Al Arab se encuentra constituido por un núcleo central. Su estructura principal esta compuesta por hormigón. Consta de un exoesqueleto con una disposición en V con brazos curvos. Los brazos curvos están construidos de acero. Un sistema de riostras que vinculan el exoesqueleto. Diseñado con forma aerodinámica para resistir el empuje del viento

34. GRACIAS.