Construcción ligera y rápida: Soluciones en acero de ArcelorMittal para la Torre Aspire en Doha

Descripción

La Torre Aspire o Torre de la Ciudad Deportiva se construyó con ocasión de los XV Juegos Asiáticos de Diciembre de 2006, para albergar la llama olímpica, en el Complejo de Atletismo de la Ciudad Deportiva de la capital de Qatar, Doha.

Con sus 300m de altura,  esta Torre Aspire alberga una amplia recepción y una zona pública para 3000 personas - repartida en dos niveles-, restaurantes y centros de negocios, un hotel de cinco estrellas con 136 habitaciones distribuidas en 17 plantas, un museo del deporte de tres plantas, un club deportivo también de tres plantas, que incluye una piscina en voladizo a 80m del suelo, diversas habitaciones presidenciales así como un restaurante giratorio y un mirador de dos alturas.

Con una forma semejante a la de una antorcha, esta torre hiperbólica está coronada por el pebetero de la llama, que se apoya sobre un cono y está protegido por una estructura envolvente tipo celosía de 62m de altura.

Diseño estructural

La torre fue erigida sobre una losa de cimentación de 7m de espesor ya que, debido a la existencia de una frágil grieta en el terreno calizo, fue necesario engrosar la losa para garantizar la capacidad portante. El núcleo o estructura principal del edificio consiste en forjados de hormigón armado con diámetros máximos de 18m y mínimos de 13m, que alcanzan los 238m de altura y soportan los diferentes módulos (o espacios con usos diferenciados).

Las plantas en voladizo de los diferentes módulos se apoyan sobre una estructura de acero: vigas de acero soportan los forjados de chapa colaborante, combinando así las beneficiosas características del acero y el hormigón. Durante el montaje y la fase de vertido del hormigón, la chapa de acero, suministrada por ArcelorMittal Construction, se utiliza como encofrado autoportante y proporciona una plataforma de trabajo. En la fase de hormigonado, la chapa se une estructuralmente con el hormigón fraguado y reemplaza total o parcialmente a la armadura del forjado.

La disposición general consiste en vigas dispuestas radialmente entre pilares de acero y el núcleo de hormigón, con vigas secundarias circulares. Los pilares de acero de cada módulo se sustentan por elementos de transmisión de cargas en voladizo desde el núcleo.

Algunos módulos se sustentan con independencia del núcleo mediante ménsulas de acero en voladizo en su base (habitaciones presidenciales, museo de deportes y plantas de restauración, nivel inferior del mirador…), que soportan, a su vez, el revestimiento exterior. El nivel superior del mirador pende directamente de la parte superior del núcleo mediante un elemento de hormigón armado.

Un sistema de cerchas verticales es el responsable de la sujeción del bloque de 17 plantas del hotel.  Fue necesario construir un nivel adicional de muros de arriostramiento bajo el vestíbulo del ascensor y la piscina debido a las mayores cargas presentes en estas zonas.

El revestimiento y su sistema de sujeción

La torre está completamente envuelta por una malla de acero inoxidable de permeabilidad variable, incluyendo los espacios vacíos entre los módulos con diferentes usos. Su diseño sugiere transparencia y ligereza. Esta malla actúa también como protección solar en la fachada sur, donde su densidad es más alta.

El vestíbulo del hotel está completamente acristalado ya que está sometido a cargas de viento y posee unos requisitos de comportamiento térmico significativos puesto que la parte superior se calienta sobremanera.

El revestimiento, que funciona como catenaria, se extiende en vertical entre las cerchas horizontales del anillo. Pretensado por marcos individuales, está contenido bien directamente por los forjados estructurales, bien por una disposición de puntales conectados a los forjados o (en las zonas intermodulares) directamente al núcleo.

La piscina

La piscina elíptica (11m de longitud, 6m de anchura y 1.5m de profundidad) es una caja de hormigón armado de paredes de 0.3m de espesor apoyadas sobre una estructura de cerchas de acero de 4m de altura, que corresponde a la altura de la planta que contiene la piscina. La cercha está unida al núcleo y se apoya en dos pilares que descienden a los niveles inferiores, asimilados por las cerchas verticales de los distintos módulos.

Las posiciones de los soportes de la cercha de la piscina y su plataforma, a una distancia de alrededor de 12m del perímetro de la torre, están tan cerca del perímetro como es posible para minimizar la longitud en voladizo y maximizar la extensión.

Tras la elevación de la estructura de acero, la piscina de hormigón fue encofrada in situ. El peso total de la construcción en voladizo es de alrededor 300 toneladas. La estructura de acero representa tan solo el 10% de ese peso.

El núcleo interno

El núcleo contiene cajas de escaleras de hormigón armado construidas in situ, huecos de ascensores y plantas de acceso con malla abierta. Los muros internos de la estructura principal son de hormigón armado. Una estructura secundaria de acero soporta los raíles guía de los ascensores.

La unión entre las vigas de acero y el núcleo se resuelve mediante placas de acero encastradas en los muros del núcleo y ancladas a las vigas de forjado. Estas placas de unión fueron encastradas posteriormente y soldadas in situ al forjado y las vigas de transmisión (de cargas).

La coronación del edificio – El cono y el pétalo

La Torre Aspire está coronada por el pebetero que sustenta la llama de los Juegos Asiáticos: un cono envuelto por una estructura tipo celosía.  Este enrejado en diagonal, además de conformar el sistema de estabilidad lateral, sustenta el revestimiento que desciende hasta las plantas de restaurantes.

Las secciones circulares huecas que forman este enrejado diagonal envolvente funcionan como elementos portantes primarios.

Datos destacados de la fase de construcción

Febrero 2006: primeros elementos de acero en voladizo.
Julio 2006: primeros elementos del cono.
Mayo 2007: primeros elementos de la estructura de sujeción del revestimiento.
15 de Noviembre de 2007: desplegados los 33.000 m2 de la malla de acero inoxidable.

Los elementos estructurales principales de la torre se finalizaron en 21 meses, a tiempo para los Juegos Asiáticos de 2006. Tras los Juegos, continuó el trabajo en los espacios interiores, que pudo acabarse en la primera mitad de 2007.

El acero era la única solución para cumplir los apretados plazos de obra y obtener una estructura ligera.

Acero en la Torre Aspire

Cubierta: 2.900 Tn.
Fachada: 2.200 Tn.
Cono & Pétalo: 800 t