memoria descriptiva estadio nacional
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MEMORIA DESCRIPTIVA
PROYECTO DE ESTRUCTURASDE LA AMPLIACIÓN Y REMODELACIÓN
DEL ESTADIO NACIONAL
1. Generalidades
El proyecto de estructuras de la remodelación y ampliación del Estadio Nacional incluye:
1. Profundización del nivel de la cancha deportiva y de la pista atlética 1.20 m, de modo de poder tener dos y tres filas nuevas para tribunas y cambiar la actual cancha de grass sintético por otro natural.
2. Construcción de un anilllo alrededor de la actual edificación, donde se tendrán escaleras, ascensores, corredores nuevos y ampliaciones de ambientes existentes, con el fin de lograr tres niveles de palcos nuevos, una nueva fachada exterior y una nueva cobertura de todas las tribunas del estadio, en reemplazo de la existente.
3. Remodelación de ambientes existentes, considerando nuevos espacios para servicios higiénicos, nuevas escaleras, nuevas rutas de escape, nuevos ambientes de restaurantes y cafeterías.
4. Construcción de dos sótanos en el exterior del Estadio, en la actual explanada de la tribuna Sur, para generar estacionamientos de vehículos, la remodelación de la explanada y la construcción de un mirador hacia el Parque de las Aguas de Lima.
2. Descripción de Estructuras Existentes
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Las estructuras existentes están conformadas por pórticos de concreto armado, con columnas y vigas peraltadas, losas aligeradas y losas macizas. Las tribunas están constituidas por losas macizas con una serie de viguetas, formando las graderías, que se apoyan en los pórticos principales. Estos pórticos principales suman 162, en forma radial a la elipse de la planta. Se tienen 16 bloques o edificios independientes.
Los pórticos principales comienzan en el borde de la pista atlética que circunda la cancha de fútbol y van subiendo hasta aproximadamente 25 metros de altura en el borde exterior.
En las tribunas de Oriente y Occidente se tienen columnas y vigas en voladizo, para formar una cobertura parcial en dichas zonas.
Adicionalmente a las graderías de las tribunas, existen una serie de losas en niveles intermedios o inferiores a ellas, donde se ubican oficinas, servicios higiénicos, cafeterías, depósitos, etc.
Con estas losas y las graderías se tienen vigas peraltadas en las dos direcciones de la planta de cada bloque, las cuales arriostran a las columnas en esos niveles.
En algunos bloques no existen losas intermedias, eliminándose columnas de ejes interiores, para formarse grandes espacios libres, donde se observa como único techo, el de las graderías de las tribunas. Esto sucede en el caso de los ambientes de las federaciones de Natación, Box, Tenis de Mesa y Levantamiento de Pesas.
Los 16 bloques o edificos que conforman la estructura del estadio tienen juntas de separación del orden de 2 a 3 cm. En los años en que fueron proyectadas estas estructuras no se tenía conocimientos sobre la necesidad de separar las edificaciones para evitar el choque entre ellas, en caso de sismos. Por el contrario, se consideraba que era mejor tener las estructuras adyacentes y la idea de la junta entre edificaciones era sólo para efecto de dilataciones por cambios de temperatura.En las inspecciones que hemos realizado, se observa que las estructuras han chocado en los diferentes sismos ocurridos.
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Sin embargo, como todos los bloques tienen alturas iguales y características similares no se han producido daños graves, sino desprendimientos del tarrajeo y del recubrimiento de columnas y vigas adyacentes.
S tienen antecedentes de problemas de corrosión en las graderías de las tribunas, las cuales han sido reparadas en gran parte, según informaciones del IPD.
3. Estructuración
El nuevo anillo exterior del actual Estadio está constituido por dos ejes de columnas distantes aproximadamente 4 metros en la mayoría de las tribunas.
Estos nuevos pórticos deben resistir las nuevas escaleras, ascensores y oficinas, además de servir de apoyo a los tres nuevos niveles de palcos (en volado hacia el interior del Estadio) y la nueva cobertura superior (en volado con aproximadamente 30 metros).
Dado que los volados de los tres niveles de palcos y el volado de la nueva cobertura se ubican hacia el interior del Estadio actual, los pórticos nuevos formados por dos columnas, tienen un comportamiento asimétrico, con giros y deformaciones hacia el interior, formándose un gran momento de volteo, gran compresión en la columna interior y gran tracción en la columna exterior.
Las estructuras existentes, al ser sólamente pórticos de columnas y vigas, son relativamente flexibles. En la dirección longitudinal (paralela a la fachada) la flexibilidad es mayor aún, por tenerse las columnas con menores dimensiones y por tenerse las denominadas vigas secundarias.
Por otro lado, los pórticos más flexibles son los exteriores ya que tienen mayor número de pisos.
Con el fin de mejorar el comportamiento indicado y con el fin de rigidizar la estructura existente, hemos decidido integrar la nueva estructura con la existente. De esta forma se logran dos objetivos importantes: mejorar el comportamiento de las estructuras existentes, incorporándoles muros de
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concreto armado y por otro lado, controlar la esbeltez y asimetría del nuevo anillo exterior.
Este hecho obliga a considerar un reforzamiento de las estructuras existentes, siendo el mejor camino, la incorporación de muros de concreto armado en las dos direcciones.
En la dirección radial existe el aporte de rigidez de una serie de muros de ladrillo de 25 cm de espesor, lo que hace que la mayor parte de los nuevos muros de concreto armado se orienten en la dirección longitudinal.
Con estas consideraciones se ha decidido integrar las columnas exteriores del actual Estadio con las nuevas columnas del anillo perimetral, incorporando muros de concreto armado en los dos ejes nuevos del anillo exterior.
Para lograr la integración para efectos de sismo, se ha considerado una serie de losas en niveles intermedios y el enfundado de columnas y vigas existentes con las nuevas.
Para los encofrados del primer al cuarto piso, en que se tienen los dos ejes nuevos del anillo exterior así como la estructura existente, se han considerado losas macizas de 15 cm de espesor (en la mayoría de casos) así como losas aligeradas de 25 cm de espesor con viguetas pretensadas. Las vigas son de sección rectangular con anchos que van de 20 hasta 40 cm y peraltes de 50 cm para las vigas del eje K de fachada, 60 cm para las vigas en la dirección radial entre los ejes H y K y, en el eje H, el mismo peralte que las vigas existentes a las que se adosarán, aproximadamente 65 cm.
Para los encofrados del quinto al sétimo piso, nuevos niveles de palcos, se han considerado losas macizas de 15 cm de espesor (en la mayoría de casos) así como losas aligeradas de 25 cm de espesor con viguetas pretensadas. Las vigas de estos encofrados son de sección rectangular con anchos que van de 20 hasta 40 cm y peraltes de 50 cm (fachada) , de 80 a 120 cm (volados en la dirección radial), siendo 80 cm el peralte más usado en las vigas de los palcos. Las placas de concreto de la nueva estructura llegan hasta el encofrado del quinto piso, lo mismo ocurre con la sección de las columnas generadas al enfundar las columnas existentes. Para los siguientes niveles de palcos las columnas reducen su sección salvo en los casos en que el tamaño de volados no lo permiten.
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Los nuevos muros de concreto armado, en la dirección longitudinal, para el caso del eje de unión entre las estructuras existentes y las nuevas, no llegan hasta el nivel superior, pues impedirían el funcionamiento de los palcos.En varios sectores o bloques, se tienen además muros en las nuevas escaleras y ascensores, los que sí llegan al último nivel.
Todas las estructuras se han proyectado en concreto armado, con excepción de la cobertura superior de las tribunas. Estas son armaduras reticuladas tipo tijeral, que vuelan aproximadamente 30 metros y que están conformadas por perfiles tubulares de acero. La cobertura propiamente dicha es una losa tensionada.
4. Análisis Sísmico
El análisis para fuerzas laterales de sismo fue realizado considerando los lineamientos y parámetros de la Norma Técnica de Edificación E.030 Diseño Sismorresistente vigente (año 2003).
Se consideraron los siguientes coeficientes para la determinación de la fuerza cortante en la base:
Z = 0.4 (Coeficiente válido para la Zona III del mapa sísmico del Perú)
C (Coeficiente de amplificación sísmica)
U = 1.3 (Edificios Importantes)
S = 1 (Suelo gravoso típico de Lima)
Tp = 0.4 (Período predominante del suelo)
R = 6.0 (Factor de Reducción para sistemas basados en muros de concreto armado)
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donde P es el peso del edificio, considerando el 100% de la carga muerta y el 50% de la carga viva.
Las cargas (momentos, cortantes y axiales) obtenidos para cada elemento han sido utilizados en el diseño de estos.
Los desplazamientos máximos obtenidos del análisis están dentro de los límites exigidos por la Norma.
Si fuese un estadio nuevo se podría considerar un factor para estructuras especiales tipo A.
Al tenerse estructuras existentes con consideraciones muy diferentes a las que hoy se adoptan para el diseño sismorresistente, nuestro criterio ha sido reforzar la estructura mediante muros e integrar las estructuras existentes a las nuevas, proporcionando mayor rigidez y mayor resistencia, con U = 1.3.
5. Diseño en concreto armado
El diseño de todos los elementos de concreto armado ha sido realizado por el método de resistencia, siguiendo lo indicado de la Norma Técnica de Edificación E.060 Concreto Armado.
6. Diseño en acero
El diseño de todos los elementos de acero ha sido realizado por el método de esfuerzos admisibles, siguiendo lo indicado por la Norma Técnica de Edificación E.090 Estructuras Metálicas y por el Manual del American Institute of Steel Construction
7. Cimentación
De acuerdo al Estudio de Suelos, se tiene:
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Profundidad de cimentación:- tribunas Norte y Occidente: Df = 1.00 m- tribuna Sur: Df = 1.60 m- tribuna Oriente: Df = 2.40 m
Para las columnas circulares del eje K se han considerado zapatas aisladas de 2.50 x 2.50 de 60 cm de peralte cimentadas a 3 m de profundidad, ésto para ganar peso para contrarrestar la gran tracción que hay en esta columna debido a los volados de los palcos y de la cobertura.
Para las columnas existentes, que serán enfundadas, se han considerado zapatas rectangulares de 2.50 x 2.90 m aproximadamente, dependiendo del sector del Estadio en se ubiquen.
Las nuevas zapatas de estas columnas existentes irán apoyadas en las zapatas existentes de menor tamaño, siguiendo el siguiente procedimiento: se excavará la sección de la nueva zapata hasta el nivel de fondo de la zapata existente, se vaciará una altura igual al peralte de la zapata existente con concreto pobre, del tipo usado para falsa zapata (1:12 + 30% de piedra grande) y, finalmente, se vaciará la nueva zapata.
Para el caso de los nuevos muros de concreto entre los ejes F y G, entre columnas existentes, el procedimiento es similar al descrito en el párrafo anterior: se vaciará la zapata nueva apoyada en las zapatas existentes de las columnas entre las que está el nuevo muro. En este caso la nueva zapata se unirá a la falsa zapata sobre la que se apoya mediante conectores verticales de 5/8” dispuestos en ambas direcciones
De acuerdo al Estudio de Suelos, la capacidad admisible del terreno es 4.00 Kg/cm2. No se ha detectado agresividad del suelo.
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