Diseño y cálculo estructural de una pérgola de madera laminada en la estación intermodal La Sagrera, en Barcelona.

Abstract

[ES] Este Trabajo Final de Máster tiene como objetivo el análisis y dimensionamiento de una estructura formada por nueve pérgolas de madera laminada encolada. La propuesta geométrica de la estructura recurre a un proyecto de construcción arquitectónico que sería presentado a licitación, y que se ubicaría en la estación ferroviaria de la Sagrera, en Barcelona. El proyecto implementaba varias pérgolas de acero. Estas estructuras cubrirían una superficie total de una hectárea y media, protegiendo de la intemperie una estación intermodal, zonas de paseo y áreas comerciales. Este trabajo académico valora la alternativa de la madera frente al proyecto de acero, formando cada pérgola con cuatro cuadrantes laminares, siguiendo la geometría del paraboloide hiperbólico (a la manera de un ¿paraguas invertido¿). Con ello se persigue una solución más eficiente desde el punto de vista estructural, más sostenible y ecológica, además de consolidar la integración de los espacios contiguos y el actual corredor verde que comunicaría con la estación. Para el diseño y cálculo se propondrá un dimensionamiento de la estructura que permita definir la geometría y dimensiones de los elementos principlaes y secundarios. Sobre este dimensionamiento se analizará el cumplimiento de todos los estados límite que permitan garantizar la integridad estructural y la apariencia de las pérgolas, así como la propuesta de las uniones entre cada uno de los elementos. Para la optimización de la solución escogida, se realizará el encaje en un programa informático de elementos finitos (SAP2000) que servirá para la obtención de deformaciones y esfuerzos de diseño, los cuales se trasladarán a una hoja Excel para las comprobaciones de los Estados Límite y la obtención de su aprovechamiento tanto de los elementos como de las uniones. De la estructura definitiva y optimizada se incorporarán los planos generales y de detalle necesarios.

[EN] The objective of this Master's thesis is the analysis and dimensioning of a structure consisting of nine glued laminated timber canopies. The geometrical proposal of the structure resorts to an architectural construction project that would be presented to bidding, and that would be located in the Sagrera railway station, in Barcelona. The project implemented several steel canopies. These structures would cover a total area of one and a half hectares, protecting an intermodal station, walking areas and commercial areas from the elements. This academic work evaluates the wood alternative to the steel project, forming each canopy with four lamellar quadrants, following the geometry of the hyperbolic paraboloid (in the manner of an "inverted umbrella"). This is a more efficient solution from the structural point of view, more sustainable and ecological, in addition to consolidating the integration of the adjacent spaces and the current green corridor that would communicate with the station. For the design and calculation, a dimensioning of the structure will be proposed to define the geometry and dimensions of the main and secondary elements. This dimensioning will be used to analyze compliance with all the limit states that will guarantee the structural integrity and appearance of the canopies, as well as the proposed joints between each of the elements. In order to optimize the chosen solution, it will be fitted into a finite element computer program (SAP2000) that will be used to obtain deformations and design stresses, which will be transferred to an Excel sheet for checking the limit states and obtaining their use of both the elements and the joints. From the final and optimized structure, the necessary general and detail drawings will be incorporated.