Vigas SFB de ArcelorMittal optimizan la estructura antisísmica del edificio de laboratorios del Hospital Santa María Misericordia en Udine

Descripción

El edificio de laboratorios y su diseño estructural

El edificio alberga diferentes laboratorios e instalaciones de investigación: diagnosis patológica, análisis clínicos y áreas para industrias farmacéuticas especializadas.

Rectangular en planta, con medidas de 64 x 74 m, el edificio consta de 4 niveles, el último destinado a planta técnica. El volumen compacto, un paralelepípedo, cuenta con dos patios interiores en una posición central. A lo largo del perímetro, un pórtico continuo alberga un pasillo metálico para el mantenimiento. La fachada exterior está compuesta por dos capas: una pared ciega interior revestida con cristal esmaltado y ventanales alargados, y una capa exterior fabricada con chapa estriada para proporcionar sombra, dimensionada y posicionada para asegurar una óptima radiación solar en todas las estaciones.

Cuatro escaleras están situadas a lo largo del lado corto del edificio, mientras que los ascensores, los patios y las instalaciones de los aseos están organizados de forma simétrica en el centro.

La estructura principal consta de un núcleo central de hormigón armado que actúa como sistema antisísmico resistente ante fuerzas laterales, y una estructura porticada de elementos compuestos de acero y hormigón para las cargas verticales. Los forjados consisten en placas alveolares autoportantes de hormigón pretensado, terminados in situ. Las vigas son continuas con empotramiento en los pilares y unidas en puntos de momento nulo.

Durante la construcción, el peso de los forjados solo fue soportado por la estructura metálica.

Después del fraguado del hormigón, las vigas muestran el comportamiento típico de una estructura mixta.

Vigas SlimFloor de ArcelorMittal

La solución constructiva utilizada para el sistema de forjados se llama SlimFloor de ArcelorMittal, suministrado por ArcelorMittal Commercial Long en Turín, que también prestó asistencia técnica en la fase de diseño de la estructura.

La clave de la solución SlimFloor es la viga asimétrica SFB (Slim Floor Beam) que consiste en un perfil H cuyo ala inferior es más ancho que el superior. Esto se consigue al soldar una chapa debajo del ala inferior, que permite soportar el forjado. Pernos soldados a las almas de las vigas aseguran una perfecta conexión entre la estructura de acero y el hormigón vertido in situ. Las vigas habían sido preparadas y acabadas en el taller para su conexión con los pilares.

Los elementos de la estructura vertical consisten en pilares compuestos de HPR, formados por perfiles H parcialmente revestidos con hormigón vertido in situ. Este recubrimiento aumenta la resistencia de los perfiles y los protege contra el fuego.

Todos los perfiles están equipados con pernos soldados en sus almas, lo que tiene el propósito dual de evitar el deslizamiento de los dos materiales y prevenir el colapso de las chapas cuyas almas están recubiertos con hormigón armado. Las columnas venían preparadas para las conexiones con las vigas.

En la fase de realización, la empresa constructora apreció especialmente la reducción del tiempo de construcción que se estimó en un 25% menos en comparación con las construcciones tradicionales de hormigón.

Al terminar la construcción quedó evidente la disminución de las limitaciones estructurales de los elementos tanto horizontales como verticales, lo que se convirtió en una característica distintiva del edificio.

Gracias al uso de soluciones compuestas de acero y hormigón como SlimFloor, no fue necesaria la instalación de vigas  adicionales para soportar de los forjados, facilitando de esta manera el paso de las conducciones de instalaciones técnicas y aprovechando al máximo la altura de las plantas.

De manera similar, el uso de pilares compuestos fabricados en la calidad de acero S355M supuso en una reducción general de sus tamaños (desde un 0,8% hasta un 0,25% de la superficie total), lo cual significa que en este caso se consiguió ganar unos 25m2 más de superficie útil.

La solución técnica utilizada permitió un ahorro de material de protección contra el fuego, tomando en cuenta que la solución mixta aplicada en este proyecto llega a una resistencia la fuego intrínseca de hasta R90.