Modelado de fuerzas del viento con Tekla Structural Designer

November 24, 2021

Tekla model of Twickenham Riverside Development

Cuando se propuso un dosel de madera para un nuevo edificio junto al río Támesis de Londres, el equipo utilizó Tekla Structural Designer para asegurarse de que resistiría las fuerzas del viento que venían del agua. Su trabajo ganó un reconocimiento especial en los premios Tekla Global BIM Awards 2020.
A veces, incluso las ciudades más grandes y antiguas del mundo nos sorprenden con un pedazo de tierra sin desarrollar. Tal fue el caso en el distrito londinense de Richmond upon Thames, donde el ayuntamiento decidió estudiar el desarrollo de una parte de la orilla del río en el barrio de Twickenham. La idea era dar nueva vida a esta parte del oeste de Londres.

Community wellbeing center with a timber canopy and reinforced-concrete frame in Twickenham 
Trabajando junto con el Instituto Real de Arquitectos Británicos, el consejo de Richmond abrió un concurso de ideas sobre cómo desarrollar el área. Cullinan Studio Architects fue una de las firmas que participó, presentando una propuesta para un centro de bienestar comunitario con un dosel de madera y estructura de hormigón armado. La empresa solicitó a la firma de ingeniería civil y estructural Mason Navarro Pledge que evaluara la viabilidad de su propuesta.


 “Twickenham es una parte tan hermosa de Londres y me sorprendió descubrir que hay tanta tierra libre allí”, dice Euan Stenson, un ingeniero estructural de Mason Navarro Pledge que dirigió la parte de modelado del proyecto. “Se nos encomendó la tarea de crear el modelo 3D para determinar si el diseño de madera propuesto era estructuralmente factible en este entorno”.

3D model of timber grid resembling the shape of an oyster shell
La elaborada cuadrícula de madera del edificio, que se asemeja a la forma de una concha de ostra, debía ser sostenida por columnas de árboles de acero y anclada a una plataforma de techo de concreto. Más de 2300 elementos de madera combinados para darle al dosel una longitud de 36 metros y una altura de 12 metros.
 
“Fuimos el único equipo de competición que propuso el uso de una estructura de cáscara de rejilla de madera. Queríamos que de esta manera atrajera activamente al público ”, dice Stenson. "Significaba utilizar formas complejas que eran estéticamente interesantes, pero que también tenían que ser estructuralmente factibles y edificables".

"El uso de una estructura de cáscara de rejilla de madera significaba el uso de formas complejas que eran estéticamente interesantes, pero también tenían que ser estructuralmente factibles y edificables".

Euan Stenson, Ingeniero Estructural, Mason Navarro Pledge

Donde el viento se encuentra con la madera

3D wind load analysis for the timber grid shell of the wellbeing center

Para realizar el trabajo en 3D, Stenson utilizó Tekla Structural Designer, un paquete de software que permite a los ingenieros modelar los efectos de las fuerzas del viento sobre una estructura propuesta. El equipo necesitaba asegurarse de que la estructura de la red del centro de bienestar fuera lo suficientemente rígida para resistir el viento predominante que soplaba desde el río.

"Este tipo de estructuras pueden despegar como un paracaídas si no se tiene cuidado", dice Stenson. “Mucha gente se sorprendió de que utilizáramos Tekla Structural Designer para la madera, pero es muy bueno para representar las fuerzas del viento. Siempre usamos su función de fuerza del viento si estamos diseñando un edificio sustancial ".

"Mucha gente se sorprendió de que usemos Tekla Structural Designer para madera, pero es muy bueno para representar las fuerzas del viento".

Euan Stenson, Ingeniero Estructural, Mason Navarro Pledge

“Una de las mejores cosas del software es que le mostrará la desviación y el desplazamiento”, dice Stenson. “En otras palabras, le mostrará qué tan lejos podría caer algo dependiendo de la dirección del viento.

“Solo tiene que especificar que un panel dado está orientado en una dirección determinada, por ejemplo, y el software calcula todas las fuerzas que le afectarán. Te muestra alrededor de 250 combinaciones diferentes de viento provenientes de varias direcciones y en todo tipo de ejes ".

Sketch of the Twickenham Riverside Development

Obtener el reconocimiento público

Durante tres largos días, Stenson trabajó en Tekla Structural Designer para actualizar el diseño del dosel de madera con elementos secundarios para crear un modelo de viento completamente funcional. Una vez que se estableció la carga lateral del viento, también pudo volver a examinar el marco de hormigón armado de la marquesina y los cimientos de apoyo. Al comprender dónde ocurrió la transferencia de carga del viento, Stenson pudo resaltar las áreas que requerían fortalecimiento.
 La oferta del equipo ganó elogios por su creatividad y finalmente fue nombrado como uno de los cinco finalistas en la competencia del consejo de Richmond. Los miembros del público apreciaron cómo el diseño destacado brindaba vistas al río desde un espacio abierto pero cubierto.

“Esta fue, con mucho, la estructura más compleja e inusual en la que he trabajado”, dice Stenson. "Fue una gran experiencia y el reconocimiento especial de Tekla es un buen reconocimiento a todo el trabajo duro".

 

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