Cúpulas de aluminio de 120 m y 110 m de diámetro en Arabia Saudí

• Rodrigo Arias Crespo ; Guillermo Santamaría Caballero ^[1] ; Antonio García Povill ^[1] ; Ignacio Abad González ^[1]
  1. [1] INTECSA-INARSA
• Localización: VII Congreso Internacional de Estructuras: [resúmenes publicados en la revista Hormigón y Acero (ISSN 0439-5689), v. 68, especial Congreso, junio 2017], 2017, pág. 185
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • 120 m and 110 m diameter aluminium domes in Saudi Arabia
• Texto completo no disponible (Saber más ...)
• Resumen

  • INTECSA-INARSA es Diseñador Principal de 4 tanques de hormigón postesado (4 × 250.000 m3) y 12 tanques metálicos (6 + 6 × 166.000 m3) en Jeddah y Riyadh. Estos tanques están considerados, en su tipología, los mayores tanques para agua potable del mundo.

    Todos estos tanques están cubiertos por cúpulas de aluminio, que se describen en esta comunicación.

    Las cúpulas son casquetes esféricos en entramado monocapa de perfiles extruidos de aluminio, con canto 255 mm. Éstos se conectan formando una red de triángulos de unos 3,50 m de lado medio. Los triángulos se cierran con paneles de aluminio de espesor 1,27 mm.

    Las cúpulas que cubren los tanques metálicos de Riyadh cubren una planta de 110 m de diámetro con una flecha de 22,26 m, mientras que las de Jeddah tienen 120 m de diámetro en planta con una flecha de 18 m. Estas últimas cúpulas están considerablemente rebajadas, debido a limitaciones impuestas por administraciones locales. La ratio flecha/diámetro en este caso es de 1/6,66 lo que, al igual que el propio diámetro de 120 m, está cerca de los límites prácticos para cúpulas monocapa.

    Para el diseño se han usado AWWA D-108 y el “Aluminum Design Manual”. Siguiendo estas normas, se ha fijado una sobrecarga superficial uniforme y una hipótesis de sobrecarga descompensada.

    La aleación usada es la denominada 6061-T6. Este material es ligero (2.700 kg/m3) y tiene resistencias relativamente elevadas (fy = 240 MPa) pero resulta 3 veces menos rígido que el acero. Esta particularidad del material es relevante para el diseño, no solo en cuanto a comportamiento en servicio, sino también en cuanto a las capacidades últimas de la estructura. Otras particularidades de las estructuras de aluminio son: efectos de las soldaduras sobre la resistencia del material, resistencia general a la corrosión, fenómenos de corrosión galvánica en contacto con algunos aceros, ductilidad a bajas temperaturas y ciertas conexiones y detalles constructivos.

    En el caso de estas cúpulas, especialmente en Jeddah, las deformaciones resultan críticas para la resistencia global. La metodología del cálculo de inestabilidad requiere fijar las deformadas iniciales del cálculo, en forma (homotéticas de casos de carga o de modos de pandeo) y en magnitud, para después proceder a un análisis avanzado de segundo orden.

    Tanto la elección de la geometría de partida como el tipo de análisis (p-Delta simplificado, segundo orden con pequeñas o con grandes deformaciones...) tienen gran importancia. La presentación hace hincapié en estos aspectos, solo parcialmente cubiertos por la normativa.

    Las estructuras descritas se encuentran actualmente en construcción.